GHC不能用GADT和存在類型推導出（a1~a）

Question

我的代碼無法編譯：

{-# LANGUAGE EmptyDataDecls, GADTs, RankNTypes  #-}

import Data.Ratio

data Ellipsoid
data Halfplane

data PointSet a where
    Halfplane :: RealFrac a => a -> a -> a -> (a -> a -> Bool) -> a -> PointSet Halfplane
    Ellipsoid :: RealFrac a => a -> a -> a -> (a -> a -> Bool) -> a -> PointSet Ellipsoid

type TestFunc =  RealFrac a => (a -> a -> a ->  Bool)

ellipsoid :: PointSet Ellipsoid -> TestFunc
ellipsoid (Ellipsoid a b c f r) = f' where f' z y x = ((x/a)^2 + (y/b)^2 + (z/c)^2) `f` r

halfplane :: PointSet Halfplane -> TestFunc
halfplane (Halfplane a b c f t) = f' where f' z y x = (a*x + b*y + c*z) `f` t

我得到的錯誤是：

Could not deduce (a1 ~ a)
[...]
Expected type: a -> a -> a -> Bool
  Actual type: a1 -> a1 -> a1 -> Bool
In the expression: f'
[...]

對於ellipsoid和halfplane兩種功能。

我不明白，我正在尋找一個答案，為什么a不能等同於a1 ，兩者都是RealFrac ，甚至更好：為什么推導出兩種不同的類型（ a ~ a1 ）？

Answer 1

你使用GADT和隱含的forall會讓你感到悲傷。 現在是提及“類型化存在量化” 反模式的好時機

既然你已經包括了約束RealFrac a中的定義PointSet你使用隱式forall是這樣的：

data PointSet a where
    Halfplane :: forall a. RealFrac a => a -> a -> a -> (a -> a -> Bool) -> a -> PointSet HalfPlane
    Ellipsoid :: forall a. RealFrac a => ...

這同樣適用於TestFunc ：

type TestFunc = forall a. RealFrac a => a -> a -> a -> Bool

這就是GHC強迫您添加RankNTypes擴展的原因。

由於forall的a在構造函數PointSet不可能用統一a在TestFunc因為a在PointSet是一些具體的實例RealFrac ，但TestFunc是需要為任何一個工作功能a 。

特定類型a和普遍量化的forall a. a之間的這種差異forall a. a forall a. a導致GHC推導出兩種不同的類型a和a1 。

解決方案？ 廢棄所有這些存在的廢話。 在需要的地方和時間應用類型類約束：

{-# LANGUAGE DataKinds, GADTs, KindSignatures #-}

data Shape = Halfplane | Ellipsoid -- promoted via DataKinds

data PointSet (s :: Shape) a where
    Halfplane :: a -> a -> a -> (a -> a -> Bool) -> a -> PointSet Halfplane a
    Ellipsoid :: ...

type TestFunc a = a -> a -> a -> Bool

ellipsoid :: RealFrac a => PointSet Ellipsoid a -> TestFunc a
ellipsoid (Ellipsoid a b c f r) = f' where f' = ...

現在PointSet有兩個參數：一個幻影類型s :: Shape ，它有種類Shape （種類是類型的類型）和a與你的原始例子相同，除了作為PointSet的顯式參數，它不再是隱式存在量化的。

為了解決您的最后一點，在a和a1錯誤消息都沒有“均為RealFrac 。 RealFrac不是一個類型，它是一個類型類。 a和a1是兩個潛在的不同類型，無論碰巧的實例RealFrac 。

也就是說 ，除非你使用更具表現力的PointSet類型， PointSet有一個更簡單的解決方案。

data PointSet a
    = Halfplane a a a (a -> a -> Bool) a
    | Ellipsoid a a a (a -> a -> Bool) a

testFunc :: RealFrac a => PointSet a -> TestFunc a
testFunc (Ellipsoid a b c f r) = f' where f' = ...
testFunc (Halfplane a b c f t) = f' where f' = ...