Каково влияние синонимов типов на экземпляры классов типов? Что делает прагма TypeSynonymInstances в GHC?

Ответ 1

Я думаю, что часть проблемы заключается в том, что в игре играют две, в основном несвязанные ограничения:

• Ни один экземпляр синонима типа не означает, что экземпляры могут быть объявлены только с помощью data или newtype, а не type. Это запрещает String, но не [Char].
• Никакие гибкие экземпляры не означают, что экземпляры могут упоминать только один тип, который не является переменной, и только этот тип может использоваться как конструктор типа. Это запрещает Maybe Int и f Int, но не Maybe a.

Здесь GHCi говорит о Int, Char и String:

data Char = GHC.Types.C# GHC.Prim.Char#
data Int = GHC.Types.I# GHC.Prim.Int#
type String = [Char]

Int и Char являются простыми типами без переменных типа; там нет конструктора типов, поэтому вы можете делать экземпляры с ними довольно свободно.

Строка, однако, терпит неудачу по обоим пунктам. Это синоним типа, который недопустим, а также конструктор типа, примененный к непеременной, а именно конструктор типа списка, примененный к Char.

Для сравнения отметим, что [a], Maybe a и Either a b являются действительными в случаях, но [Int], Maybe [a] и Either String a запрещены; надеюсь, теперь вы можете понять, почему.

Что касается ваших прямых вопросов, я не знаю, каковы были первоначальные мотивы для разработки языка таким образом, и я никоим образом не квалифицирован, чтобы делать авторитетные заявления о "лучших практиках", но для моего личного кодирования Я не стесняюсь использовать эти прагмы:

{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving #-}
{-# LANGUAGE EmptyDataDecls #-}
{-# LANGUAGE TypeSynonymInstances #-}
{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}
{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}

Вы всегда можете посмотреть пакеты, которые используют прагмы. Гибкие экземпляры, похоже, действительно пользуются достаточным количеством ресурсов и из "респектабельных" пакетов (например, пара попадает в источник для Parsec).

Ответ 2

Собственно, ни Int, ни String не являются конструкторами данных. То есть вы не можете использовать их для создания значения

> (Int 42, String "bob")
<interactive>:1:1: Not in scope: data constructor `Int'
<interactive>:1:9: Not in scope: data constructor `String'

Int называет новый, отличный, алгебраический тип данных. String является "синонимом типа" или псевдонимом для уже существующего типа: [Char]. Проблема в том, что Haskell 98 говорит, что вы не можете использовать синоним типа в объявлении экземпляра.

Не могу сказать, почему авторы отчета Haskell 98 решили ограничить синонимы типов в этом случае. На них существует целый ряд ограничений. Например, они не могут быть частично применены (если они принимают аргументы типа). Я думаю, что подсказка приходит в конце §4.2.2:

Синонимы типов удобны, но строго синтаксический механизм тип подписи более читабельны. синоним и его определение полностью взаимозаменяемы, за исключением тип экземпляра экземпляра (раздел 4.3.2).

Предположительно, был подход к компиляции программ, для которого эта синтаксическая взаимозаменяемость вызвала бы проблемы для экземпляров. Возможно, это связано с заметным аспектом случаев, когда они протекают из пакетов...

Что касается вашего последнего вопроса, я считаю, что объяснение объединяет две вещи: 1) String - синоним типа [Char], который, в свою очередь, специализируется на более общем типе [a] и 2), который даже без синонима, [Char] не может использоваться в голове экземпляра.

Эта вторая проблема не имеет ничего общего с синонимами типа, но в этих главах экземпляров все параметры типа для конструктора типов должны быть переменными, а не конкретными типами. То есть вы не можете определить отдельные экземпляры для [Int] и [Char] для некоторого класса, вы можете определить только экземпляры [a]. (Помните, что, несмотря на удобный синтаксис, [] является конструктором типа, а вещь внутри является параметром типа.)

Опять же, я не знаю, почему отчет ограничивает их, но я подозреваю, что это также связано с стратегией компиляции. Поскольку стратегия компиляции GHC для экземпляров может справиться с этим, вы можете уменьшить это ограничение в GHC через -XFlexibleInstances.

Наконец, я видел, что оба расширения включены в довольно много кода, но, возможно, кто-то с большим опытом Haskell может взвесить, если они "лучшие практики" или нет.

Ответ 3

Haskell 98

• глава экземпляра должен иметь форму C (T u1... uk), где T - конструктор типа, определенный объявлением данных или newtype (см. TypeSynonymInstances), а ui - разные переменные типа, а
• каждое утверждение в контексте должно иметь вид C 'v, где v является одним из ui.

Поэтому допустимо использовать instance ClassName TypeConstructor where и TypeConstructor MUST, такие как Int, Double или [a], убедитесь, что задействован только конструктор типов!!

BTW, [] - это конструктор типа, поэтому [TypeConstructor] не может использоваться, но [NewType] и [TypeVariable] разрешены.

Это ограничение Haskell, и мы можем избежать его, включив FlexibleInstances.

Ответ 4

Int и String являются типами, а не конструкторами данных. Строка является псевдонимом для [ Char], который также может быть записан в список Char. Конструктор данных - это что-то вроде Just, поэтому Just 3 - значение типа Maybe Int. Типовые экземпляры синонима объясняются здесь:

http://hackage.haskell.org/trac/haskell-prime/wiki/TypeSynonymInstances