如何使用模板Haskell檢查是否存在多態類型的實例？

Question

假設我想檢查Show實例是否存在類型[a] （它確實如此）。

如果我這樣做：

let t = ListT `AppT` VarT (mkName "a")
$(stringE . show =<< isInstance ''Show [t])

我收到以下錯誤：

Not in scope: type variable `a'
In the argument of reifyInstances: GHC.Show.Show [a]
In the expression: $(stringE . show =<< isInstance ''Show [t])
In an equation for `it':
    it = $(stringE . show =<< isInstance ''Show [t])

如果我那么做：

let t' = ForallT [PlainTV (mkName "a")] [ClassP ''Show [VarT (mkName "a")]] t
$(stringE . show =<< isInstance ''Show [t'])

我懂了

"False"

Answer 1

您實際上想在拼接之前看到這里的類型。如果您在ghci中，則可以鍵入set -ddump-splices ，它將在編譯每個拼接后打印出來。 然后，以您的示例為例：

>undefined :: $(return t)
<interactive>:27:16-23: Splicing type
    return t ======> [a]
<interactive>:27:16:
    Not in scope: type variable `a'
    In the result of the splice:
      $(return t)

>undefined :: $(return t')
<interactive>:28:16-24: Splicing type
    return t' ======> forall a b. (Show a, Show b) => [a]

（第二個錯誤也給出了一個錯誤-但由於不同的原因。您可以在上下文中使用類型變量，而該變量不是實際類型。此錯誤本質上與您的問題無關）。

如您所見，類型[a]與所有forall a . [a]的類型都不相同forall a . [a] forall a . [a] 。 當您寫（普通）haskell時：

func :: [a] 

您實際上在寫：

func :: forall a . [a]

但是，Template Haskell不會自動為您插入forall （這是非常不希望的行為）。 和類型

func :: forall . [a] 

會給您一個錯誤（ a is not in scope錯誤），因為a並未像人們期望的那樣綁定在任何可見范圍內！ 和類型forall . [a] forall . [a]等效於您編寫return $ ListT AppT VarT (mkName "a")時TH生成的類型。

編輯：

如果您只想用具體類型替換類型var，那么實際上您只是在為您的類搜索類型。 我不知道這是否是您想要的行為，我想我正在努力尋找一個有用的案例。 但是，如果您可以輕松檢查類型上下文中是否存在類型類實例：

existentialTypeContainsClass :: Name -> Type -> Bool
existentialTypeContainsClass clss (ForallT _ cxt t) = or $ map (boundByPred clss) cxt

boundByPred :: Name -> Pred -> Bool
boundByPred _ (EqualP _ _)    = False
boundByPred c (ClassP clss _) = c == clss

t = ListT `AppT` VarT (mkName "a")
t' = ForallT [PlainTV (mkName "a")] [ClassP ''Show [VarT (mkName "a")]] t

runTest = existentialTypeContainsClass ''Show t'

Answer 2

從GHC 7.10和Template Haskell 2.10開始， Nikita Volkov提供的原始代碼實際上是開箱即用的：

> let t = ListT `AppT` VarT (mkName "a")
> $(stringE . show =<< isInstance ''Show [t])
"True"

Nikita Volkov的答案仍然適用於GHC 7.10和TH 2.10。 這是非常優雅的恕我直言，盡管我更喜歡使用TupleT 0代替ConT ''Int （只是因為它是一個更簡單的類型）：

> let t = ListT `AppT` TupleT 0
> $(stringE . show =<< isInstance ''Show [t])
"True"

對於GHC 7.10和TH 2.10，可以使用兩種方法中的任何一種。 對於GHC≤7.8和TH≤2.9，應使用此答案中列出的第二種方法。

進一步閱讀

• GHC門票6114 ：ghc：恐慌！ 使用isInstance，newName和類型splice發生；
• GHC票證7066 ：isInstance不適用於化合物類型。

Answer 3

為什么有問題的代碼不起作用，請參考user2407038進行解釋。

關於解決方案，盡管以下方法不能完全解決問題，但可以將其用作解決方法。 可以通過提供某些特定類型而不是變量a來檢查[a] 。 您必須知道要檢查的類的一些特定的現有實例。 在Show情況下，我們知道Int存在一個實例-我們可以使用該實例：

Prelude Language.Haskell.TH> let t = ListT `AppT` ConT ''Int
Prelude Language.Haskell.TH> $(stringE . show =<< isInstance ''Show [t])
"True"