为什么我不能使String成为类型类的实例？

Question

鉴于 ：

data Foo =
  FooString String
  …

class Fooable a where --(is this a good way to name this?)
  toFoo :: a -> Foo

我想让String成为Fooable一个实例：

instance Fooable String where
  toFoo = FooString

然后GHC抱怨：

Illegal instance declaration for `Fooable String'
    (All instance types must be of the form (T t1 ... tn)
     where T is not a synonym.
     Use -XTypeSynonymInstances if you want to disable this.)
In the instance declaration for `Fooable String'

如果相反我使用[Char] ：

instance Fooable [Char] where
  toFoo = FooString

GHC抱怨：

Illegal instance declaration for `Fooable [Char]'
   (All instance types must be of the form (T a1 ... an)
    where a1 ... an are type *variables*,
    and each type variable appears at most once in the instance head.
    Use -XFlexibleInstances if you want to disable this.)
In the instance declaration for `Fooable [Char]'

问题 ：

• 为什么我不能创建字符串和类型类的实例？
• 如果我添加一个额外的标志，GHC似乎愿意让我逃脱这个。 这是一个好主意吗？

Answer 1

这是因为String仅仅是一个类型别名[Char] ，它是类型构造的只是应用[]上式Char ，所以这将是形式的([] Char) 它不是形式(T a1 .. an)因为Char不是类型变量。

这种限制的原因是为了防止重叠的实例。 例如，假设您有一个instance Fooable [Char] ，然后有人出现并定义了一个instance Fooable [a] 。 现在编译器将无法确定您想要使用哪一个，并且会给您一个错误。

通过使用-XFlexibleInstances ，您基本上向编译器承诺，您不会定义任何此类实例。

根据您要完成的任务，定义包装器可能更好：

newtype Wrapper = Wrapper String
instance Fooable Wrapper where
    ...

Answer 2

您遇到了经典Haskell98类型类的两个限制：

• 他们在实例中禁止使用类型同义词
• 它们不允许嵌套类型不包含类型变量。

两个语言扩展提升了这些繁重的限制：

• -XTypeSynonymInstances

它允许你使用类型synoyms（比如[Char] String ），以及：

• -XFlexibleInstances

这解除了对实例类型的限制，形式为T ab ..其中参数是类型变量。 -XFlexibleInstances标志允许实例声明的头部提及任意嵌套类型。

请注意，解除这些限制有时会导致重叠的实例 ，此时，可能需要额外的语言扩展来解决歧义，允许GHC为您选择一个实例。

---

参考文献 ：

• GHC用户指南中针对实例头的宽松规则 。

Answer 3

在大多数情况下，FlexibleInstances不是一个好的答案。 更好的替代方法是将String包装在newtype中或者引入一个helper类，如下所示：

class Element a where
   listToFoo :: [a] -> Foo

instance Element Char where
   listToFoo = FooString

instance Element a => Fooable [a] where
   toFoo = listToFoo

另见： http ： //www.haskell.org/haskellwiki/List_instance

Answer 4

除了这些答案之外，如果您不满意解除限制，可能会出现将String包装成newtype（可以是类的实例）的情况。 权衡将是潜在的丑陋，必须包装和解包您的代码。