不同類型的重載/多態函數

Question

我正在學習 Haskell 並遇到了一個懸而未決的問題：

從我正在學習的課程中：

(+) :: Num a => a -> a -> a

對於任何數值類型a ，（+）采用類型的2個值a並返回類型的值a 。

根據示例：

1 + 1
-- 2 # type a is Int
3.0 + 4.0
-- 7.0 type a is Float
'a' + 'b' 
-- Type Error: Char is not a Numeric type

這是完全有道理的，但我最終不明白后台發生了什么，當：

1 + 3.0

類型推斷系統是否會自動將我的 Int 轉換為 Float，因為它知道它將返回 Float？

Answer 1

您應該在 ghci 中調查此類問題。 這是一個非常寶貴的學習資源：

$ ghci
GHCi, version 9.0.1: https://www.haskell.org/ghc/  :? for help
ghci> :t 1
1 :: Num p => p
ghci> :t 3.0
3.0 :: Fractional p => p
ghci> :t 1 + 3.0
1 + 3.0 :: Fractional a => a

第一課：數字文字是多態的。 1不是Int ，它是多態的。 它可以是代碼編譯所需的任何Num實例。 3.0不是Float ，而是代碼編譯所需的任何Fractional實例。 （區別在於文字中的小數點 - 它限制了允許的類型。）

第二課：當你將事物組合成一個表達式時，類型就會統一。 當您統一Num和Fractional約束時，您會得到一個Fractional約束。 這是因為Fractional被定義為要求它的所有實例也是Num實例。

更多信息，讓我們打開警告，看看它們提供了哪些附加信息。

ghci> :set -Wall
ghci> 1

<interactive>:5:1: warning: [-Wtype-defaults]
    • Defaulting the following constraints to type ‘Integer’
        (Show a0) arising from a use of ‘print’ at <interactive>:5:1
        (Num a0) arising from a use of ‘it’ at <interactive>:5:1
    • In a stmt of an interactive GHCi command: print it
1
ghci> 1 + 3.0

<interactive>:6:1: warning: [-Wtype-defaults]
    • Defaulting the following constraints to type ‘Double’
        (Show a0) arising from a use of ‘print’ at <interactive>:6:1-7
        (Fractional a0) arising from a use of ‘it’ at <interactive>:6:1-7
    • In a stmt of an interactive GHCi command: print it
4.0

打印值時，ghci 要求類型具有Show實例。 幸運的是，這里的細節並不是很重要，但這就是默認警告引用Show 。

這里要觀察的教訓是，如果推理不需要更具體的東西，那么帶有Num實例的東西的默認類型是Integer ，而不是Int 。 如果推理不需要更具體的東西，那么帶有Fractional實例的東西的默認類型是Double ，而不是Float 。 （ Float基本上從未使用過。忘記它存在。）

因此，當推理運行時，表達式1 + 3.0被推斷為具有Fractional a => a類型。 在對類型沒有進一步要求的情況下，默認啟動並說“ a is Double ”。 然后該信息通過(+)流回其參數，並要求它們中的每一個也是Double 。 幸運的是，每個參數都是一個可以采用Double類型的多態文字。 類型檢查成功，選擇實例，發生加法，打印結果。

對於這個過程來說，數字文字是多態的非常重要。 Haskell 沒有任何類型對之間的隱式轉換。 尤其不是數字類型。 如果您想真正將值從一種類型轉換為另一種類型，您必須調用一個函數來進行您想要的轉換。 （ fromIntegral 、 round 、 floor 、 ceiling和realToFrac是最常見的數值轉換函數。）但是當值是多態時，這意味着推理可以選擇匹配類型而無需轉換。