存在类型的多态函数

Question

所以说我有一节课：

class C a where
  reduce :: a -> Int

现在我想将其打包成数据类型：

data Signal = forall a. (C a) => Signal [(Double, a)]

由于存在量化，我可以在信号上调用C方法，但信号不公开类型参数：

reduceSig :: Signal -> [(Double, Int)]
reduceSig (Signal sig) = map (second reduce) sig

现在因为C有很多方法，我自然而然的下一步就是拉出'reduce'函数，这样我就可以替换任何方法：

mapsig :: (C a) => (a -> a) -> Signal -> Signal
mapsig f (Signal sig) = Signal (map (second f) sig)

输入错误！ 无法推断（a1~a）。 进一步思考，我认为它的含义是'f'是某个C实例的函数，但我无法保证它与信号中的C实例相同 ，因为类型参数是隐藏的！ 我想要它，我明白了。

那么这是否意味着不可能推广reduceSig？ 我可以忍受这个，但我已经习惯于在haskell中自由地分解函数了，不得不编写样板文件感觉很奇怪。 另一方面，我想不出任何方式来表示一个类型等于Signal内部的类型，而不是给Signal一个类型参数。

Answer 1

你需要表达什么是f ，像reduce在使用reduceSig ，可以适用于任何类型的实例C ，而不是目前的类型，其中f工作在一个单一的类型，它是实例C 。 这可以这样做：

mapsig :: (forall a. (C a) => a -> a) -> Signal -> Signal
mapsig f (Signal sig) = Signal (map (second f) sig)

您需要使用RankNTypes扩展名，就像使用存在类型时一样; 请注意， mapsig的实现是相同的，该类型刚刚被推广。

基本上，这种类型的， mapsig得到决定哪一个函数被调用上; 使用您之前的类型， mapsig的调用者可以决定哪个不起作用，因为只有mapsig知道正确的a ，即Signal内的一个。

但是， mapsig reduce不起作用，原因很简单： reduce :: (C a) => a -> Int ，你不知道a是Int！ 您需要为mapsig提供更通用的类型（具有相同的实现）：

mapsig :: (C b) => (forall a. (C a) => a -> b) -> Signal -> Signal

即， f是一个函数，它采用任何类型的C实例，并生成一个类型为C的实例（该类型在mapsig调用时被固定mapsig调用者选择;即，值为mapsig f可以在任何信号被调用，它总是会产生一个信号以相同的一个结果（这并不是说，你可以从外部检查此）。）

Existentials和rank-N类型确实很棘手，所以这可能需要一些时间来消化。 :)

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作为附录，值得指出的是，如果C所有函数看起来像a -> r r，那么你最好创建一个记录 ，即转向

class C a where
  reduce :: a -> Int
  foo :: a -> (String, Double)
  bar :: a -> ByteString -> Magic

data Signal = forall a. (C a) => Signal [(Double, a)]

mapsig :: (C b) => (forall a. (C a) => a -> b) -> Signal -> Signal

成

data C = C
  { reduce :: Int
  , foo :: (String, Double)
  , bar :: ByteString -> Magic
  }

data Signal = Signal [(Double, C)]

mapsig :: (C -> C) -> Signal -> Signal

这两种信号类型实际上是等价的！ 前一种解决方案的好处只有在您有其他使用C数据类型时才会出现， 而不会对其进行存储量化，因此您可以拥有使用特定知识和特定C实例操作的代码。 如果您这个类的主要用例是通过存在量化，那么您可能首先不需要它。 但我不知道你的程序是什么样的:)