haskell中的重叠实例答案

【问题标题】：Overlapping instance in haskellhaskell中的重叠实例
【发布时间】：2013-05-11 16:05:51
【问题描述】：

我正在阅读HList 库的代码。有一个HBetween 类，它是一个类型级函数，采用HNat n 并返回一个HNats 列表，形成一个范围[HZero，n)。我想实现另一个类HRange，它有一个重载函数hRange :: l -> u -> r，它采用下限l 和上限u，并返回一个范围[l, u)。我的代码如下（为了让代码更清晰，hRange 的结果是倒序的，比如 (u, l] )

{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses, FunctionalDependencies, 
    FlexibleInstances, FlexibleContexts, UndecidableInstances #-}
module Data.HList.HNats where
import Data.HList.CommonMain
class (HNat l, HNat u) => HRange l u r | l u -> r where
  hRange :: l -> u -> r
instance HNat l => HRange l (HSucc l) (HCons l HNil) where
  hRange _ _ = undefined
instance HRange l u r => HRange l (HSucc u) (HCons u r) where
  hRange _ _ = undefined

我在ghci中尝试了这段代码，发生了意想不到的事情：

*Data.HList.HNats Data.HList> :load Data/HList/HNats
[1 of 1] Compiling Data.HList.HNats ( Data/HList/HNats.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: Data.HList.HNats.
*Data.HList.HNats Data.HList> hRange hZero (hSucc hZero )

<interactive>:24:1:
    Overlapping instances for HRange
                                HZero (HSucc HZero) (HCons HZero HNil)
      arising from a use of `hRange'
    Matching instances:
      instance HNat l => HRange l (HSucc l) (HCons l HNil)
        -- Defined at Data/HList/HNats.hs:14:10
      instance HRange l u r => HRange l (HSucc u) (HCons u r)
        -- Defined at Data/HList/HNats.hs:20:10
    In the expression: hRange hZero (hSucc hZero)
    In an equation for `it': it = hRange hZero (hSucc hZero)
*Data.HList.HNats Data.HList>

我不知道为什么hRange hZero (hSucc hZero ) 可以匹配实例instance HRange l u r => HRange l (HSucc u) (HCons u r)。任何解释表示赞赏！

【问题讨论】：

标签： haskell types metaprogramming

【解决方案1】：

请注意，GHC 将hRange hZero (hSucc hZero) 的类型指定为HRange HZero (HSucc HZero) (HCons Zero HNil)。因为 GHC 实例匹配器在选择匹配之前不考虑约束，它只检查 HRange l (HSucc u) (HCons u r)。 l 可以匹配任何东西，所以匹配HZero； HSucc u 明显匹配 HSucc HZero，HCons u r 和 HCons HZero HNil 也是如此。

一般而言，就 GHC 而言，您的第二个实例是第一个实例的严格超集，因为在选择实例时，右侧的唯一区别（因此忽略约束 HNat l 和 HRange l u r）第一个是第二个，r 限制为HNil。解决这个问题的正常方法是加入一个幻像类型或类来区分右侧，尽管我不知道如何在这里做到这一点。

【讨论】：