如何在应用了类型默认规则的 ghci 中打印多态函数（或值）的类型？答案

【问题标题】：How to print type of polymorphic function (or value) in ghci with type defaulting rules applied?如何在应用了类型默认规则的 ghci 中打印多态函数（或值）的类型？
【发布时间】：2018-02-21 22:55:21
【问题描述】：

当我在 GHCi 中输入 :t 命令时，我看到了多态类型：

ghci> :t 42
42 :: Num t => t
ghci> :t div
div :: Integral a => a -> a -> a

但是在我实际评估这些函数之后，我看到了类型默认规则的结果。在根据 Haskell 报告和/或 ghc 实现应用类型默认规则后，是否有一些命令或能力可以在 ghci 中观察类型将如何更改？

【问题讨论】：

您如何看待类型默认规则的结果？ :t 42 `div` 2 显示 Integral a => a，let-bindings 等的结果也是如此。
@n.m.我说的是实际结果。就像2^100 `div` 2 打印633825300114114700748351602688 因为这种情况下的默认类型是Integer。即使ghci 说这个常量的类型是多态的，实际上它是特定的，我想看看使用的是哪种单态类型。
@Shersh 不过这只是 GHCi。 REPL 选择一个类型（在本例中为Integer），因为它必须显示一些东西。在“真实”代码中，它将是多态的，直到上下文选择一种类型。
@BenjaminHodgson 在实际代码中，我可以编写main = print (2 ^ 100)，它会选择Integer 类型，尽管会发出警告说我是个坏人。发生这种情况是因为应用了类型默认规则。我想看看ghci 或ghc 会选择哪个特定类型。我不在乎它如何选择默认类型，我只想看看选择了什么类型。

标签： haskell types polymorphism ghci monomorphism-restriction

【解决方案1】：

您可以通过打开单态限制然后将其绑定到一个新名称来做到这一点：

Prelude> :set -XMonomorphismRestriction 
Prelude> let n = 42
Prelude> :t n
n :: Integer
Prelude> let p = (^)
Prelude> :t p
p :: Integer -> Integer -> Integer
Prelude> let e = (**)
Prelude> :t e
e :: Double -> Double -> Double
Prelude> let d = div
Prelude> :t d
d :: Integer -> Integer -> Integer

如果你不想总是定义一个新变量，你可以通过使用来解决这个问题

Prelude> :def monotype (\e -> return $ ":set -XMonomorphismRestriction\nlet defaulted = "++e++"\n:t defaulted")

（您可能希望将其放入您的 .ghci 文件中以始终使命令可用）然后

Prelude> :monotype (^)
defaulted :: Integer -> Integer -> Integer

当然，启用单态限制的隐藏全局副作用非常难看，但是哦...

【讨论】：

它确实适用于我的div (8.0.2)。也许要求:t d :)
是的，在 8.3 和 7.10 中也可以使用，实际上是写 :t d 而不是 :t div。我的手指在那里打字太快了......
这真的很有帮助！不完美（因为我不会写:t div）但已经足够好了。
@Shersh 我添加了一个 GHCi 宏来为我的答案提供“完美”解决方案。
如果要默认为NoMonomorphismRestriction，则可以在:monotype的定义末尾添加:set -XNoMonomorphismRestriction。此外，我会使用像 __defaulted__ 这样不常见的标识符来避免名称冲突的可能性，或者使用 it 以便 GHCi 无论如何都会自动覆盖绑定。

【解决方案2】：

不是一个完美的解决方案，但它可能是第一步。

> import Data.Typeable
> let withType x = (x, typeOf x)
> withType []
([],[()])
> withType 56
(56,Integer)

请注意，由于a 类型更改为(a,TypeRep)，GHCi 不会使用其所有默认魔法。不过，其中一些可以显示。

GHCi 的:set +t 选项也很有趣，但似乎在 GHCi 默认之前打印多态类型。

【讨论】：

这是一个有趣的解决方案！

【解决方案3】：

从 GHC 8.4.1 开始，可以使用:type +d（或简称:t +d）选项来打印表达式的类型，如果可能的话，默认类型变量。

ghci> :t 42
42 :: Num p => p
ghci> :t +d 42
42 :: Integer
ghci> :t div
div :: Integral a => a -> a -> a
ghci> :t +d div
div :: Integer -> Integer -> Integer

【讨论】：

【解决方案4】：

ghci 不可能为您提供与 GHC 类似的默认行为，这正是（现在）在 ghci 中默认关闭单态限制的原因。

如@Shersh 的回答所示，您现在可以询问 GHCi 它会将给定表达式默认为什么。

Prelude> :t 2^100 `div` 2
2^100 `div` 2 :: Integral a => a

Prelude> :t +d 2^100 `div` 2
2^100 `div` 2 :: Integer

Prelude> 2^100 `div` 2
633825300114114700748351602688

但这不一定反映 GHC 对相同表达式的作用，因为 GHC 在整个模块的上下文中编译表达式。 GHC 可以考虑表达式的所有用途，而 GHCi 只能访问表达式的组成部分。 GHC 仅默认在考虑所有额外上下文后保持模棱两可的事物，因此不能保证使用您在 GHCi 中使用:t +d 看到的表达式的类型。

例如：

n = 2^100 `div` 2

xs = "ABCD"

main = print $ xs !! n

这将打印'A'，这显然不是该（4 元素）列表的第 633825300114114700748351602688 个元素。因为表达式2^100 `div` 2 被使用作为!! 的参数（非本地，通过n 绑定），并且(!!) :: [a] -> Int -> a 类型被选择为Int，而不是在没有此上下文的情况下默认选择的类型 (Integer)。将该表达式评估为 Int 会得到不同的结果（0，由于溢出）。

这意味着，当您为 GHC 中的类型错误而摸不着头脑并在 GHCi 中使用 :t +d 来尝试获取更多信息时，您需要注意您可能仍然没有看到与GHC实际上是在使用。保证多态类型与 GHC 正在使用的一个兼容，但在任何其他上下文中默认它可能会导致另一个不兼容的类型。

【讨论】：

这是对答案非常有用的补充！