haskell - 不同类型的重载/多态函数

Question

我正在学习 Haskell 并遇到了一个 Unresolved 问题:

来 self 正在学习的类(class):

(+) :: Num a => a -> a -> a

For any numeric type a, (+) takes 2 values of type a and returns a value of type a.

根据示例:

1 + 1
-- 2 # type a is Int
3.0 + 4.0
-- 7.0 type a is Float
'a' + 'b' 
-- Type Error: Char is not a Numeric type

这很有道理，但我最终还是不明白后台发生了什么:

1 + 3.0

类型推断系统是否自动将我的 Int 转换为 Float，因为它知道它会返回 Float？

Answer 1

您应该在 ghci 中调查这些类型的问题。这是一种宝贵的学习资源:

$ ghci
GHCi, version 9.0.1: https://www.haskell.org/ghc/  :? for help
ghci> :t 1
1 :: Num p => p
ghci> :t 3.0
3.0 :: Fractional p => p
ghci> :t 1 + 3.0
1 + 3.0 :: Fractional a => a

第一课:数字文字是多态的。 1 不是 Int，它是多态的。它可以是编译代码所需的 Num 的任何实例。 3.0 不是 Float，它是编译代码所必需的 Fractional 的任何实例。 (不同之处在于文字中的小数点 - 它限制了允许的类型。)

第二课:当你将事物组合成一个表达式时，类型就会统一。当您统一 Num 和 Fractional 约束时，您会得到一个 Fractional 约束。这是因为 Fractional 被定义为要求它的所有实例也是 Num 的实例。

关于更多信息，让我们打开警告并查看它们提供的额外信息。

ghci> :set -Wall
ghci> 1

<interactive>:5:1: warning: [-Wtype-defaults]
    • Defaulting the following constraints to type ‘Integer’
        (Show a0) arising from a use of ‘print’ at <interactive>:5:1
        (Num a0) arising from a use of ‘it’ at <interactive>:5:1
    • In a stmt of an interactive GHCi command: print it
1
ghci> 1 + 3.0

<interactive>:6:1: warning: [-Wtype-defaults]
    • Defaulting the following constraints to type ‘Double’
        (Show a0) arising from a use of ‘print’ at <interactive>:6:1-7
        (Fractional a0) arising from a use of ‘it’ at <interactive>:6:1-7
    • In a stmt of an interactive GHCi command: print it
4.0

当打印一个值时，ghci 要求类型有一个 Show 实例。幸运的是，这里的细节不是太重要，但这就是默认警告引用 Show 的原因。

这里要观察的教训是，如果推理不需要更具体的东西，则带有 Num 实例的东西的默认类型是 Integer，而不是 Int 。如果推理不需要更具体的东西，则带有 Fractional 实例的东西的默认类型是 Double，而不是 Float。 (Float 基本上从不使用。忘记它的存在。)

因此，当推理运行时，表达式 1 + 3.0 被推断为类型 Fractional a => a。在没有对该类型的进一步要求的情况下，默认启动并说“a is Double”。然后该信息通过 (+) 流回到它的参数，并要求它们中的每一个也是 Double。幸运的是，每个参数都是一个多态文字，可以采用 Double 类型。类型检查成功，选择实例，进行添加，打印结果。

数字文字的多态性对于这个过程非常重要。 Haskell 没有任何类型对之间的隐式转换。尤其不是数字类型。如果您想真正将值从一种类型转换到另一种类型，则必须调用一个函数来执行您想要的转换。 (fromIntegral、round、floor、ceiling 和 realToFrac 是最常见的数字转换函数。)但是当值是多态时，这意味着推理可以选择匹配类型而不需要转换。