使用 GADT 进行类型推断 - a0 是不可触及的

Question

假设我有这个程序

{-# LANGUAGE GADTs #-}

data My a where
  A :: Int  -> My Int
  B :: Char -> My Char


main :: IO ()
main = do
  let x = undefined :: My a

  case x of
    A v -> print v

  -- print x

编译正常。

但是当我在print x发表评论时，我得到：

gadt.hs: line 13, column 12:
  Couldn't match type ‘a0’ with ‘()’
    ‘a0’ is untouchable
      inside the constraints (a1 ~ GHC.Types.Int)
      bound by a pattern with constructor
                 Main.A :: GHC.Types.Int -> Main.My GHC.Types.Int,
               in a case alternative
      at /home/niklas/src/hs/gadt-binary.hs:13:5-7
  Expected type: GHC.Types.IO a0
    Actual type: GHC.Types.IO ()
  In the expression: System.IO.print v
  In a case alternative: Main.A v -> System.IO.print v

为什么我会在第 13 行（ A v -> print v ）而不是仅在print x行中收到此错误？

我认为第一次出现应该确定类型。

请赐教：）

Answer 1

好吧，首先请注意，这与特定的print x无关：当以putStrLn "done"结束main时，您会遇到相同的错误。

所以问题确实出在 case 块中，即只有do的最后一条语句需要具有do块签名的类型。 其他语句只需要在同一个 monad 中，即IO a0而不是IO () 。

现在，通常这个a0是从语句本身推断出来的，所以例如你可以写

do getLine
   putStrLn "discarded input"

虽然getLine :: IO String而不是IO () 。 但是，在您的示例中，信息print :: ... -> IO ()来自case块内部，来自 GADT match 。 这种 GADT 匹配的行为与其他 Haskell 语句不同：基本上，它们不会让任何类型信息脱离其范围，因为如果信息来自 GADT 构造函数，那么它在case之外是不正确的。

在那个特定的例子中，似乎很明显a0 ~ ()与 GADT 匹配中的a1 ~ Int没有任何关系，但一般来说，只有当 GHC 跟踪所有类型信息时才能证明这一事实来自。 我不知道这是否可能，它肯定会比 Haskell 的 Hindley-Milner 系统更复杂，后者严重依赖于统一类型信息，它基本上假设信息来自哪里并不重要。

因此，GADT 匹配只是作为一个刚性的“类型信息二极管”：内部的东西永远不能用于确定外部的类型，就像case块作为一个整体应该是IO () 。

但是，您可以手动断言，相当丑陋

  (case x of
     A v -> print v
    ) :: IO ()

或通过写作

  () <- case x of
          A v -> print v