如何使类函数的约束取决于类实例？答案

【问题标题】：How to make constraints of class function depends from class instance?如何使类函数的约束取决于类实例？
【发布时间】：2015-03-17 08:00:03
【问题描述】：

我一直在尝试为可以不同索引的列表实现包装器。

此类包装器的基本类：

class List l where
  toList :: l a -> [a]

支持索引的包装器：

class Indexed l where
  indexed :: (Ix i, List (l i)) => l i a -> [(i, a)]
  -- i - type of index
  -- l - type of wrapper

可以通过Integral类型索引的列表的包装器：

data IdxByIntList i a = (Ix i, Integral i) => IdxByIntList { getList :: [a] }

如果IdxByIntList 是List 的实例，那么i 是Integral 和Ix：

instance (Integral i, Ix i) => List (IdxByIntList i) where
  toList = getList

看起来indexed 函数中的约束(Ix i, Integral i) 已满足，并且可以使IdxByIntList 成为Indexed 的实例：

instance Indexed IdxByIntList where
  indexed = zip [0..] . getList

但是不能编译，因为编译器不能推导将变量 i 键入为 Enum 和 Num 的实例。

编辑：

在indexed 中，对于IdxByIntList，[0..] 具有约束(Num a, Enum a)，它转到zip [0..]，依此类推，它转到indexed。所以，indexed 应该有约束 (Ix i, Enum i, Num i, List (l i)) 但它不是。

i 是Integral 的实例，所以它是Num 和Enum 的实例。

我希望 Indexed 对其所有实例都有一般约束，并且具有取决于具体实例的附加约束。在这里，我希望IdxByIntList 在indexed 上有约束(Ix i, List (l i), Integral i)。我该怎么做？

【问题讨论】：

不要对构造函数施加约束。
如果您将Integral i 添加到indexed 的约束中，它会起作用，尽管这可能不是您想要的。问题是（我认为）indexed 需要与所有(Ix i, List (l i)) 一起使用，但您正试图使其与(Ix i, Integral i, List (l i)) 一起使用。
@Cubic，它可以帮助我切断IdxByIntList 的实例，其中i 不是Integral 和Ix。我为什么要避免它？
@bheklilr，是的，看起来你是对的。我想我找到了答案。 [0..] 有约束 (Num a, Enum a) 去zip [0..] 等等，它去indexed。所以，indexed 应该有约束 (Ix i, Enum i, Num i, List (l i)) 但它不是。这就是它无法编译的原因。
您可以使用enumerate = go 0 where go i [] = []; go i (x:xs) = (i, x) : go (i + 1) xs 减少限制。这只会将Num 的约束放在您的索引上。

标签： haskell types

【解决方案1】：

把类改一下怎么样

{-# LANGUAGE TypeFamilies #-}

import Data.Ix

class Indexed li where
  indexed :: li ~ l i => li a -> [(i, a)]
  -- i - type of index
  -- l - type of wrapper

data IdxByIntList i a = IdxByIntList { getList :: [a] }

instance (Integral i, Ix i) => Indexed (IdxByIntList i) where
  indexed = zip [0..] . getList

这使得类参数被应用l i 而不仅仅是l，这可能已经足够你使用了。

如果您真的确实需要在l 上对实例进行参数化，那么事情会变得更加棘手；我认为你需要一个类型为* -> Constraint 的关联类型族，它需要ConstraintKinds 扩展，当涉及多个类约束时，表达族实例会变得很尴尬。（我不知道它在实践中是否令人满意。）

【讨论】：