编写形式`（forall a .Class a => Class（f a））=> Class（Type f）的实例

Question

我通过执行从MyType Maybe到MyType Identity的自然转换在我的一个程序中执行默认解析。 我想为这些类型派生一个ToJSON实例。 我知道Maybe和Identity有实例ToJSON a => ToJSON (Maybe a)和ToJSON a => ToJSON (Identity a) 。

我想声明以下形式的实例：

instance (forall a . ToJSON a => ToJSON (f a)) => ToJSON (MyType f)

这似乎是提出类型系统的合理要求。 我想为MyType f演示一个ToJSON实例， 前提是我总能得到每个ToJSON a ToJSON (fa) 。 在逻辑表示法中，这就像说我可以证明某些属性P （P（a）⇒P（f（a）））⇒P（h（f）） 。 这似乎很适合我。

不幸的是，我得到以下错误的语法：

• Illegal polymorphic type: forall a. ToJSON a => ToJSON (f a)
  A constraint must be a monotype
• In the context: (forall a. ToJSON a => ToJSON (f a))
  While checking an instance declaration
  In the instance declaration for ‘ToJSON (GpgParams f)’

看起来QuantifiedConstraints提议会提供这种语法，但它尚未实现。

我可以尝试通过实现自己的类JSONable来解决这个约束。

class JSONable f where
  jsonize :: f a -> Value

  default jsonize :: (ToJSON a, ToJSON (f a)) => f a -> Value
  jsonize = toJSON

不幸的是，这意味着放弃使用标准库中需要ToJSON约束的所有函数。

据我所知，在这种情况下最好的权衡是简单地放弃并编写显式实例：

instance ToJSON (MyType Maybe)
instance ToJSON (MyType Identity)

它是否真的像语言一样强大？ 所需的实例是否只是形成错误？ 或者实际上是否可以在Haskell中为现有的类型类声明这样的实例？

Answer 1

在QuantifiedConstraints到达之前，有一个标准的解决方案来编码像forall a. ToJSON a => ToJSON (fa)这样的约束forall a. ToJSON a => ToJSON (fa) forall a. ToJSON a => ToJSON (fa) ，这看起来就像你提到的那样，但我们不必放弃使用ToJSON约束的函数。

forall a. ToJSON a => ToJSON (fa) forall a. ToJSON a => ToJSON (fa)是对f的约束：我们可以将其定义为类型类。 幸运的是， 埃宋已经ToJSON1 。

class ToJSON1 f where  -- encoding of `forall a. ToJSON a => ToJSON (f a)`
  ...

并且使用该类有一个功能

toJSON1 :: (ToJSON1 f, ToJSON a) => f a -> Value

如果任何类型F具有实例ToJSON1 F ，则预期其ToJSON实例等效于

instance ToJSON a => ToJSON (F a) where
  toJSON = toJSON1

所以ToJSON1 F确实编码了forall a. ToJSON a => ToJSON1 (F a) forall a. ToJSON a => ToJSON1 (F a) 。

有一两件事，似乎从埃宋缺少的是解决办法ToJSON (fa)定约束ToJSON1 f和ToJSON a ，但你也可以使用下面的NEWTYPE（高kinded版本的编码它Identity ）：

newtype Id1 f a = Id1 { unId1 :: f a }

instance (ToJSON1 f, ToJSON a) => ToJSON (Id1 f a) where
  toJSON = toJSON1 . unId1

然后要定义ToJSON (MyType f) ，我们可以先应用coerce :: MyType f -> MyType (Id1 f) 。

import Data.Coerce

instance ToJSON1 f => ToJSON (MyType f) where
  toJSON = (...) . (coerce :: MyType f -> MyType (Id1 f))
    {- in "(...)" we can use functions that require "ToJSON (Id1 f a)", which is informally equivalent to "ToJSON (f a)" -}