使用可用的类实例解决类型歧义

Question

给定以下代码：

import Data.Word

data T = T deriving (Eq, Show)

class    C a      where f :: a -> ()
instance C T      where f _ = ()
instance C Word16 where f _ = ()

main = return $ f 0x16

GHC 抱怨它无法推断文字 0x16 的类型应该是什么错误：

No instance for (Num a0) arising from the literal ‘22’
The type variable ‘a0’ is ambiguous

很容易看出为什么会这样——Haskell 允许数字文字是具有Num 实例的任何类型，在这里我们不能区分文字 0x16 的类型（或22) 应该是。

作为人类阅读我打算做的事情也很清楚——只有一个满足Num约束的C类的可用实例，所以显然我打算使用那个0x16应该被视为Word16。

我知道有两种方法可以修复它：要么用它的类型注释文字：

main = return $ f (0x16 :: Word16)

或定义一个本质上为您执行该注释的函数：

w16 x = x :: Word16
main = return $ f (w16 0x16)

我尝试了第三种方法，将 default (Word16) 粘贴在文件顶部，希望 Haskell 会选择它作为数字文字的默认类型，但我想我误解了 default 关键字是什么应该这样做，因为那不起作用。

我知道类型类是开放的，所以只是因为您可以在上面引用的上下文中假设Word16 是C 的唯一数字实例，它可能不包含在其他模块中。但我的问题是：是否有某种机制可以让我假设/强制执行该属性，以便可以使用 f 并让 Haskell 将其数字参数的类型解析为 Word16，而无需在调用站点进行显式注释?

上下文是我正在实现 EDSL，当我知道我的参数将是 Word16 或其他一些非数字类型时，我宁愿不必包含手动类型提示。如果它使 EDSL 感觉更自然，我愿意接受一些肮脏的类型/扩展滥用！虽然如果解决方案确实涉及顽皮的编译指示，我肯定会很感激提示我在使用它们时应该注意什么。

Answer 1

使用 GHC 7.10 使用“顽皮的编译指示”的快速解决方案：

{-# LANGUAGE TypeFamilies, FlexibleInstances #-}

class    C a where f :: a -> ()
instance C T where f _ = ()
instance {-# INCOHERENT #-} (w ~ Word16) => C w where f _ = ()

使用 GHC 7.8：

{-# LANGUAGE TypeFamilies, FlexibleInstances, IncoherentInstances #-}

class    C a where f :: a -> ()
instance C T where f _ = ()
instance (w ~ Word16) => C w where f _ = ()

在这里，GHC 本质上是选择一个任意的最具体的实例，该实例在尝试统一实例头和约束后仍然存在。

你应该只在以下情况下使用它

• 您有一组固定的实例并且不导出类。
• 对于类方法的所有用例，都有一个可能的最具体的实例（给定约束）。

许多人建议不要永远使用IncoherentInstances，但我认为如果我们遵守上述注意事项，这对 DSL-s 来说会很有趣。

Answer 2

对于其他想知道default 的人（我知道我是！）

https://www.haskell.org/onlinereport/haskell2010/haskellch4.html#x10-750004.3

引用第 4.3.4 节：

在发现不明确类型的情况下，不明确类型变量 v 是可默认的，如果：

• v 仅出现在 C v 形式的约束中，其中 C 是一个类，并且
• 这些类中至少有一个是数字类（即 Num 或 Num 的子类），并且
• 所有这些类都在 Prelude 或标准库中定义。

这就解释了为什么你的default 子句被完全忽略了； C 不是标准库类型类。

（至于为什么这是规则......无法帮助你。大概是为了避免破坏任意用户定义的代码。）