我可以在类型构造函数中强制存在量化参数吗？答案

【问题标题】：Can I coerce an existentially quantified argument in a type constructor?我可以在类型构造函数中强制存在量化参数吗？
【发布时间】：2015-04-16 19:40:43
【问题描述】：

我有一个数据类型，其（单个）构造函数包含一个存在量化类型变量：

data LogEvent = forall a . ToJSON a =>
            LogEvent { logTimestamp     :: Date
                     , logEventCategory :: Category
                     , logEventLevel    :: LogLevel
                     , logThreadId      :: ThreadId
                     , logPayload       :: a
                     }

当我最初编写该类型时，我隐藏了多态负载，因为当时我感兴趣的只是输出到某个文件/流。但是现在我想做更多有趣的事情，我需要观察a的实际类型。

我从this question 和其他读数中了解到，存在量化的类型变量在每次实例化时都是唯一的。但是，给定类型是 ToJSON a 我可以像下面这样（伪代码）：

 let x :: Result Foo = fromJSON $ toJSON (logPayload event)

能够使用更精确的类型与 JSON 相互转换似乎很奇怪，尽管我可以理解其背后的基本原理。

那么，如果我知道它的类型，我该如何重写该类型以允许提取 logPayload？我

【问题讨论】：

标签： haskell types gadt existential-type

【解决方案1】：

这类似于existential typeclass（反）模式。这种存在的魔法相当于

data LogEvent = 
        LogEvent { logTimestamp     :: Date
                 , logEventCategory :: Category
                 , logEventLevel    :: LogLevel
                 , logThreadId      :: ThreadId
                 , logPayload       :: Aeson.Value
                 }

但这更清楚地传达了您的结构所代表的内容。你不应该期望从你的存在结构中得到任何你不会期望的东西。

另一方面，如果您确实知道logPayload 的类型，那么您应该通过将类型变量移出，在类型级别对该知识进行编码：

data LogEvent a = ...

此时LogPayload Foo 类型的值表示您对有效负载类型的了解。然后，如果您愿意，可以定义

data ALogEvent = forall a. ToJSON a => ALogEvent (LogEvent a)

当你不知道的时候。在实践中，我很少看到需要同时存在这两者，但也许你有它的用例。

如果您在运行时知道 logPayload 的类型，但由于某种原因无法在编译时跟踪有效负载，也许您可以在您的存在中添加一个 Typeable a 约束，这样您就可以在不诉诸 @ 的情况下进行转换987654329@... 万一你犯了错误，你不会奇怪地破坏你的整个程序。

【讨论】：

我在这里使用了一个存在包装器，因为事件被传递到 Chan LogEvent 以异步记录它们：一个单独的线程读取事件并处理它。我当然最初尝试使用其有效负载类型参数化LogEvent 类型，但后来我没有得到任何东西，因为通道另一端的消费者仍然无法观察到事件的类型。
如果消费者需要观察事件的类型，我会推荐代数类型。也就是说，除非它统一处理所有事件，除非一两个特殊情况，在这种情况下，Typeable 可能是正确的
是的，但这意味着将 LogEvent 类型与记录的事件联系起来，这是我想避免的，但显然不能再推迟了 :-) 这不是库代码，所以我不太在意了，尽管这意味着使日志模块依赖于系统的每种记录类型，这有点糟糕......
@insitu，如果记录器需要观察事件类型，记录器已经有这个依赖不是吗？
当然 :-) 但不是所有记录的类型。对此您可能会回答：为您需要观察的那些类型提供类型化构造函数，您可能是对的！让我们试试……

【解决方案2】：

你可以考虑给Data.Typeable一个机会；将Typeable a 约束放入您的存在类型中，然后如果您能正确猜出隐藏类型，则可以在该类型下取回该值。有关玩具示例，请参阅 this Gist。

请注意，这种技术会牺牲一定程度的类型安全性——如果您开始在 LogEvent 中放入另一种类型，而您之前没有这样做，您可能会破坏假设他们已成功处理每个子案例的类型的用户。与代数类型不同，动态和强制转换意味着编译器无法帮助您证明详尽无遗。

【讨论】：

按照 luqui 的评论，我已经开始走这条路，但后来碰壁了：无法 eta-reduce 到表单实例的实例 (...) => 可键入命令在数据实例声明中“命令” 我要记录的类型实际上是在类型类中定义的类型族的实例，似乎DeriveDataTypeable 对此感到窒息。或者我可能会误解编译器错误

【解决方案3】：

那么，如果我知道它的类型，我该如何重写该类型以允许提取 logPayload？

如果你不想改变你的类型，你可以用unsafeCoerce替换fromJSON & toJSON——同样的想法，如果你是对的，同样的结果，但如果你的类型不对，你的程序可能会崩溃。

如果您希望类型检查器确保您是正确的，则必须在 LogEvent 中公开类型 a 并且不使用存在类型。

【讨论】：