Haskell何時需要類型簽名？

Question

許多介紹性文本將告訴您，在Haskell類型簽名中，“幾乎總是”是可選的。 有人可以量化“幾乎”部分嗎？

據我所知， 唯一需要顯式簽名的就是消除類型類的歧義。 （正在read . show的典型示例。show。）還有其他我沒有想到的情況嗎？

（我知道，如果您超越Haskell 2010，會有很多例外情況。例如，GHC永遠不會推斷N級類型。但是N級類型是語言的擴展，不是官方標准的一部分[尚未]。 ）

Answer 1

通常，多態遞歸需要類型注釋。

f :: (a -> a) -> (a -> b) -> Int -> a -> b
f f1 g n x = 
    if n == (0 :: Int)
    then g x
    else f f1 (\z h -> g (h z)) (n-1) x f1

（來源：帕特里克·庫索）

注意遞歸調用看起來多么嚴重類型（！）：它調用本身帶有五個參數，盡管f只有4級 ！ 然后記住，可以使用c -> d實例化b ，這會導致出現一個額外的參數。

上面的人為例子計算

f f1 g n x = g (f1 (f1 (f1 ... (f1 x))))

其中f1被應用了n次。 當然，有一種編寫等效程序的簡單得多的方法。

Answer 2

單態限制

如果啟用了MonomorphismRestriction ，則有時需要添加類型簽名以獲得最通用的類​​型：

{-# LANGUAGE MonomorphismRestriction #-}
-- myPrint :: Show a => a -> IO ()
myPrint = print
main = do
  myPrint ()
  myPrint "hello"

這將失敗，因為myPrint是單態的。 您需要取消注釋類型簽名以使其起作用，或禁用MonomorphismRestriction 。

幻影約束

當您將具有約束的多態值放入元組時，元組本身將變為多態並具有相同的約束：

myValue :: Read a => a
myValue = read "0"

myTuple :: Read a => (a, String)
myTuple = (myValue, "hello")

我們知道，約束影響的元組的第一部分，但不影響第二部分。 不幸的是，類型系統不知道這一點，如果您嘗試這樣做，將會抱怨：

myString = snd myTuple

即使直覺上會期望myString只是一個String ，類型檢查器仍需要專門化類型變量a並確定約束是否真正得到滿足。 為了使該表達式起作用，需要注釋snd或myTuple的類型：

myString = snd (myTuple :: ((), String))

Answer 3

可以肯定，您可以在Haskell中推斷類型。 換句話說，編譯器可以計算出所需的類型。

但是，在Haskell中，也存在多態類型類，根據返回類型，函數以不同的方式起作用。 這是Monad類的示例，盡管我還沒有定義所有內容：

class Monad m where
    return :: a -> m a
    (>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b
    fail :: String -> m a

我們給了很多帶有類型簽名的功能。 我們的工作是為可以視為Monad的不同類型進行實例聲明，例如Maybe t或[t] 。

看一下這段代碼-它不能像我們期望的那樣工作：

return 7

那是Monad類的一個函數，但是因為有多個Monad，所以我們必須指定所需的返回值/類型，否則它會自動成為IO Monad。 所以：

return 7 :: Maybe Int
-- Will return...
Just 7

return 6 :: [Int]
-- Will return...
[6]

這是因為[t]和Maybe都已在Monad類型類中定義。

這是另一個示例，這一次來自隨機類型類。 此代碼引發錯誤：

random (mkStdGen 100)

因為random返回Random類中的某些內容，所以我們必須使用想要的StdGen對象StdGen定義想要返回的類型：

random (mkStdGen 100) :: (Int, StdGen)
-- Returns...
(-3650871090684229393,693699796 2103410263)

random (mkStdGen 100) :: (Bool, StdGen)
-- Returns...
(True,4041414 40692)

在網上學習Haskell可以找到所有這些內容，盡管您需要做一些長時間的閱讀。 我幾乎100％地確定，這是唯一需要類型的時間。