类型类中的非法多态或限定类型

Question

以下文件为Poly.hs文件

{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}
{-# LANGUAGE TypeSynonymInstances #-}
{-# LANGUAGE RankNTypes #-}
module Poly () where

type ListModifier s = forall a. s -> [a] -> [a]

instance Monoid (ListModifier s) where
  mempty = const id
  mappend f g st = f st . g st

使类型检查器抱怨：

Poly.hs:8:10: Illegal polymorphic or qualified type: ListModifier s …
    In the instance declaration for ‘Monoid (ListModifier s)’
Compilation failed.

最初，我虽然不能构成等级2类型，但是：

λ> :t (undefined :: forall a . a -> String ) . (undefined :: forall b . String -> b)
(undefined :: forall a . a -> String ) . (undefined :: forall b . String -> b)
  :: String -> String

我觉得Poly模块在某种程度上是固有的不一致，但是我不能直指这个问题。

Answer 1

ListModifier是类型别名，而不是“真实”类型。 类型别名本质上是类型级别的宏，通常在实际进行类型检查之前由类型检查器扩展。 这意味着您的实例声明等效于以下内容：

instance Monoid (forall a. s -> [a] -> [a]) where

即使是被允许，将与现有的重叠， Monoid (a -> b)的实例，所以它仍然是行不通的。 但是，更大的问题是，您无法在forall量化类型上定义实例，因为从实例解析的角度来看，这是没有意义的。

您可以做的是使用newtype定义一个新鲜的类型而不是类型别名：

newtype ListModifier s = ListModifier (forall a. s -> [a] -> [a])

现在，您可以定义一个Monoid实例，因为类型类解析仅需要查找ListModifier类型，这在以下情况上要简单得多：

instance Monoid (ListModifier s) where
  mempty = ListModifier (const id)
  mappend (ListModifier f) (ListModifier g) = ListModifier (\st -> f st . g st)

或者，您可以保留类型别名并使用其他名称定义一个新类型，例如ReifiedListModifier ，然后在其上定义一个实例，并且仅在需要将ListModifier存储在容器中或使用ListModifier实例时才可以进行包装。