存儲和檢索某個類型類的對象 - 這可能嗎？ 如果有，怎么樣？

Question

假設我有一些類型類Foo和一些數據類型FooInst ，它是Foo實例：

class Foo a where
  foo :: a -> String

data FooInst = FooInst String

instance Foo FooInst where
    foo (FooInst s) = s

現在，我想定義一種數據類型，它存儲一個類型在Foo類型類中的對象，並且能夠從該數據類型中提取該對象並使用它。

我找到的唯一方法是使用GADT和Rank2Types語言擴展並定義數據類型，如下所示：

data Container where
  Container :: { content :: Foo a => a } -> Container

但問題是，我無法使用content選擇器從Container中獲取內容：

cont :: Container
cont = Container{content = FooInst "foo"}

main :: IO ()
main = do
  let fi = content cont
  putStrLn $ foo fi

導致編譯錯誤

Cannot use record selector ‘content’ as a function due to escaped type variables
Probable fix: use pattern-matching syntax instead

但是當我修改let ...行時

let Conainer fi = cont

我得到一個相當有趣的錯誤

My brain just exploded
I can't handle pattern bindings for existential or GADT data constructors.
Instead, use a case-expression, or do-notation, to unpack the constructor.

如果我再次嘗試修改let ...行以使用case-expression

let fi = case cont of
           Container x -> x

我得到了一個不同的錯誤

Couldn't match expected type ‘t’ with actual type ‘a’
  because type variable ‘a’ would escape its scope
This (rigid, skolem) type variable is bound by
  a pattern with constructor
    Container :: forall a. (Foo a => a) -> Container,
  in a case alternative
  at test.hs:23:14-24

那么， 我如何存儲一個typeclassed的東西並將其取回？

Answer 1

附：

data Container where
    Container :: {content :: Foo a => a} -> Container

甚至沒有強制執行類型類約束。 那是

void :: Container
void = Container {content = 42 :: Int}

類型檢查，即使42 :: Int 不是 Foo的實例。

但如果你改為：

data Container where
    Container :: Foo a => {content :: a} -> Container

1. 你不再需要Rank2Types語言擴展。
2. 強制執行類型類約束; 因此，上面的void示例將不再進行類型檢查。

3. 此外，您可以在具有模式匹配的內容上調用foo （或具有簽名Foo a => a -> ...任何其他函數）：

    case cont of Container {content = a} -> foo a 

Answer 2

例如

main :: IO ()
main = do
  case cont of
    Container fi -> putStrLn $ foo fi

你需要在一個表達式中封裝你對存在類型字段fi ，該表達式的類型不依賴於fi的類型; 這里putStrLn $ foo fi ，其類型為IO () 。

這個例子是沒用的，因為你可以對Container的content字段做的唯一事情就是調用foo ，所以你也可以在構造容器之前調用foo並給出字段類型String 。 但是，如果Foo具有類似a -> a -> a類型的操作，或者Container具有涉及相同存在量化變量的類型的多個字段等，則更有趣。