haskell - 对 GADT 和传播约束感到困惑
问题描述
GADTs
有很多关于优于的问答DatatypeContexts
,因为 GADT 会自动在正确的位置提供约束。例如这里,这里,这里。但有时我似乎仍然需要一个明确的约束。这是怎么回事?改编自此答案的示例:
{-# LANGUAGE GADTs #-}
import Data.Maybe -- fromJust
data GADTBag a where
MkGADTBag :: Eq a => { unGADTBag :: [a] } -> GADTBag a
baz (MkGADTBag x) (Just y) = x == y
baz2 x y = unGADTBag x == fromJust y
-- unGADTBag :: GADTBag a -> [a] -- inferred, no Eq a
-- baz :: GADTBag a -> Maybe [a] -> Bool -- inferred, no Eq a
-- baz2 :: Eq a => GADTBag a -> Maybe [a] -> Bool -- inferred, with Eq a
为什么类型不能unGADTBag
告诉我们Eq a
?
baz
并且baz2
在道德上是等价的,但有不同的类型。大概是因为unGADTBag
has no Eq a
,那么约束不能传播到任何使用unGADTBag
.
但是baz2
有一个Eq a
约束隐藏在GADTBag a
. 大概baz2
'sEq a
会想要字典的副本已经存在(?)
GADT 是否可能有许多数据构造函数,每个构造函数都有不同(或没有)约束?这不是这里的情况,或者对于像 Bags、Sets、Ordered Lists 这样的受限数据结构的典型示例。
GADTBag
使用DatatypeContexts
infers的数据类型的等价物baz
的类型与baz2
.
额外的问题:为什么我不能得到一个普通... deriving (Eq)
的 for GADTBag
?我可以得到一个StandaloneDeriving
,但很明显,为什么 GHC 不能为我做呢?
deriving instance (Eq a) => Eq (GADTBag a)
问题是否又是可能存在其他数据构造函数?
(在 GHC 8.6.5 中执行的代码,如果相关的话。)
补充:鉴于@chi 和@leftroundabout 的答案——我觉得这两个都没有说服力。所有这些都给出*** Exception: Prelude.undefined
:
*DTContexts> unGADTBag undefined
*DTContexts> unGADTBag $ MkGADTBag undefined
*DTContexts> unGADTBag $ MkGADTBag (undefined :: String)
*DTContexts> unGADTBag $ MkGADTBag (undefined :: [a])
*DTContexts> baz undefined (Just "hello")
*DTContexts> baz (MkGADTBag undefined) (Just "hello")
*DTContexts> baz (MkGADTBag (undefined :: String)) (Just "hello")
*DTContexts> baz2 undefined (Just "hello")
*DTContexts> baz2 (MkGADTBag undefined) (Just "hello")
*DTContexts> baz2 (MkGADTBag (undefined :: String)) (Just "hello")
而这两个在编译时/分别给出相同的类型错误[编辑:我最初的 Addit 给出了错误的表达式和错误的错误消息]:* Couldn't match expected type ``[Char]'
* No instance for (Eq (Int -> Int)) arising from a use of ``MkGADTBag'
``baz2'
*DTContexts> baz (MkGADTBag (undefined :: [Int -> Int])) (Just [(+ 1)])
*DTContexts> baz2 (MkGADTBag (undefined :: [Int -> Int])) (Just [(+ 1)])
所以baz, baz2
在道德上是等价的,不仅因为它们为相同的定义明确的参数返回相同的结果;但也因为它们对相同的定义不明确的参数表现出相同的行为。还是它们仅在报告没有Eq
实例的地方有所不同?
@leftroundabout 在您实际解构该
x
值之前,无法知道MkGADTBag
构造函数确实适用。
是的,有:unGADTBag
当且仅当在 上存在模式匹配时,才定义字段标签MkGADTBag
。(如果该类型有其他构造函数,可能会有所不同——尤其是如果它们也有 label unGADTBag
。)同样,未定义/惰性求值不会推迟类型推断。
需要明确的是,“[不]令人信服”我的意思是:我可以看到我得到的行为和推断类型。我不认为懒惰或潜在的不确定性会妨碍类型推断。我怎么能暴露出两者之间的差异baz, baz2
来解释为什么它们有不同的类型?
解决方案
函数调用永远不会在范围内带来类型类约束,只有(严格)模式匹配才会。
比较
unGADTBag x == fromJust y
本质上是形式的函数调用
foo (unGADTBag x) (fromJust y)
哪里foo
需要Eq a
。从道德上讲,这将由 提供unGADTBag x
,但尚未评估该表达式!由于懒惰,只有在(并且如果)需要它的第一个参数unGADTBag x
时才会评估。foo
所以,为了foo
在这个例子中调用,我们需要提前评估它的参数。虽然 Haskell 可以像这样工作,但这将是一个相当令人惊讶的语义,其中参数的评估与否取决于它们是否提供所需的类型类约束。想象一下更一般的情况,例如
foo (if cond then unGADTBag x else unGADTBag z) (fromJust y)
这里应该评估什么?unGADTBag x
? unGADTBag y
? 两个都?cond
也?很难说。
由于这些问题,Haskell 的设计使我们需要像x
使用模式匹配一样手动要求评估 GADT 值。
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