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haskell - 为什么 GHC 不解析 'data Wrap fa = Wrap (fa)' 的函子实例？

问题描述

在Haskell Programming From First Principles第 16.13 节中，展示了Wrap数据类型以演示其 Functor 实例需要对其参数之一进行类型类约束的类型：

data Wrap f a =
  Wrap (f a)
  deriving (Eq, Show)

在为 (Wrap f) 演示了几个不正确的 Functor 实例之后，显示了一个正确的实例：

instance Functor f => Functor (Wrap f) where
  fmap g (Wrap fa) = Wrap (fmap g fa)

这个类型类实例应该可以工作的事实对我来说似乎是正确的。事实上，GHC 毫无怨言地接受了它。

为了说服自己需要“Functor f”约束，我尝试在没有它的情况下创建自己的类型类实例。我的方法侧重于模式匹配，在没有 fmap 的情况下以“仿函数”的方式使用 f，类似于本书前面介绍的方法。这是尝试：

instance Functor (Wrap f) where
  fmap g (Wrap (f a)) = Wrap f (g a)

当我将它加载到 GHCi 中时，我收到以下错误：

Prelude> :l 16.12-wrap.hs
[1 of 1] Compiling Main             ( 16.12-wrap.hs, interpreted )

16.12-wrap.hs:10:17: error: Parse error in pattern: f
   |
10 |   fmap g (Wrap (f a)) = Wrap f (g a)
   |                 ^^^
Failed, no modules loaded.

有人可以解释我尝试的实例的问题吗？在我看来，GHC 有足够的信息从顶部的 Wrap 定义中推断出 f 是一种 (* -> *)，所以我不明白为什么我的尝试没有解析。

标签： haskelltypeclassfunctor

解决方案

fmap g (Wrap (f a))在定义的左侧会导致解析错误，因为(f a)它不是语法上有效的模式。

我的方法侧重于模式匹配，以在没有 fmap 的情况下以“仿函数”的方式使用 f [...]

撇开语法问题不谈，您不能f以这种方式将其用作模式。实例声明中的f是类型构造函数，而模式旨在匹配值和值构造函数。对于一个最小的说明，在...

id :: x -> x
id x = x

...x来自类型签名的类型变量x与函数定义的左侧不同，后者是匹配值（类型x）并将它们绑定到变量（命名x）的模式。没有理由名称必须一致。

如果我很好地理解了您的意图，那么计划是(f a)用作一种模式，以便f将任何“仿函数”构造函数与a内部的某些东西 (the) 匹配。这不起作用（我们不能以这种方式抽象构造函数），但即使它确实以某种方式起作用，它也不足以完成这项任务。这是因为并非所有的函数值都适合包装其他值的构造函数的模式。一个例子：Nothing :: Maybe Integer。这里没有一元值构造函数，也没有任何值被包装。

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