haskell 无法推导类型系列的类示例

bhmjp9jg  于 2022-11-14  发布在  其他
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我目前正在学习Haskell的类型系统,但是我在类型族和类示例方面遇到了一些麻烦。
下面是我的代码:

{-# LANGUAGE AllowAmbiguousTypes #-}
{-# LANGUAGE DataKinds #-}
{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}
{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}
{-# LANGUAGE GADTs #-}
{-# LANGUAGE PolyKinds #-}
{-# LANGUAGE RankNTypes #-}
{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables #-}
{-# LANGUAGE StandaloneKindSignatures #-}
{-# LANGUAGE TypeApplications #-}
{-# LANGUAGE TypeFamilies #-}

module Test() where
import Data.Kind (Type)

data Color = ColorWhite | ColorBlack

type Board :: Color -> Type
data Board c where
  MkBoard :: (PrintableType c) => Board c

type ExBoard :: Type
data ExBoard where
  MkExBoard :: Board t -> ExBoard

type NextColor :: Color -> Color
type family NextColor c where
  NextColor 'ColorWhite = 'ColorBlack
  NextColor 'ColorBlack = 'ColorWhite

class PrintableType a where
  printT :: String

instance PrintableType 'ColorWhite where
  printT = "White"

instance PrintableType 'ColorBlack where
  printT = "Black"

withBoard :: ExBoard -> (forall c. Board c -> a) -> a
withBoard (MkExBoard b) f = f b

printInfo :: ExBoard -> String
printInfo  eb = withBoard eb $ \b@MkBoard -> printTurn b
printTurn :: forall c. PrintableType c => Board c -> String
printTurn _ = printT @c ++ " turn!"

compute :: Board c ->  Board (NextColor c)
compute _ = MkBoard

-- >>> printInfo $ MkExBoard $ MkBoard @'ColorWhite
-- >>> printInfo $ MkExBoard $ MkBoard @'ColorBlack
-- "White turn!"
-- "Black turn!"

现在,compute函数给我的错误是"No instance for (PrintableType (NextColor c)) arising from a use of ‘MkBoard’",这让我很困惑,因为NextColor c的两个输出都已经定义为PrintableType的示例。
如果我从MkBoard中删除了(PrintableType c),那么printTurn开始给我错误No instance for (PrintableType c) arising from a use of ‘printTurn’,而compute不再给予我错误。
考虑到这一点,我只能猜测编译器没有解析类型族结果的类示例。有没有什么方法可以让我在MkBoard中保留(PrintableType c),因为print函数,并且还可以解决compute函数的问题?或者我在这里遗漏了什么?

5cnsuln7

5cnsuln71#

GHC没有一种机制来推导整个类型族的约束(例如,NextColor的整个映像)。在这个特定的例子中,这将是一个通过少数可能的情况穷举的问题,但通常这是不可能的,并且可能浪费大量的编译时间来尝试。
您可以新增类别,以手动执行校样:

class PrintableType c => BoardColor (c :: Color) where
  nextIsColor :: (BoardColor (NextColor c) => r) -> r

instance BoardColor 'ColorWhite where nextIsColor φ = φ
instance BoardColor 'ColorBlack where nextIsColor φ = φ

compute :: forall c . BoardColor c => Board c -> Board (NextColor c)
compute _ = nextIsColor @c MkBoard

您可以通过创建它来保存一些样板文件

{-# LANGUAGE UndecidableSuperClasses #-}

class (PrintableType c, BoardColor (NextColor c)) => BoardColor c

但我不认为它会终止,而且不可判定的超类有点不稳定。

liwlm1x9

liwlm1x92#

我发现--作为一般规则--如果GHC不能推导出一个示例,拍拍它的头,向它保证示例在那里通常是有效的。
在本例中,关键是将GHC所需的确切约束添加到compute的类型签名中:

compute :: (PrintableType (NextColor c)) => Board c ->  Board (NextColor c)
compute _ = MkBoard

在一般情况下,GHC可能会抱怨缺少更多的示例,而您可以继续添加它们,直到程序进行类型检查,或者您开始怀疑您犯了一个可怕的设计错误,需要重新考虑您的方法。

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