是否可以使用 Free 在 DSL 中实现多态函数

Question

我正在使用 Free Monads 构建一个小型 DSL。

我希望能够在我的 DSL 中使用多态函数。

我想构建的示例如下：

{-# LANGUAGE TemplateHaskell #-}

import           Control.Monad.Free.Church

data Queue a = Queue a

data MyDsl next =
  NewQueue (Queue a -> next) |
  WriteToQueue (Queue a) a next

makeFree ''MyDsl

testProgram :: F MyDsl
testProgram = do
  (intQueue :: Queue Int) <- newQueue
  (charQueue :: Queue Char) <- newQueue
  writeToQueue intQueue 1
  writeToQueue charQueue 'c'

我在上面编码的方式得到 Not in scope: type variable ‘a’ 有道理的错误。有没有办法使用 Free 在 DSL 中拥有多态函数？

作为背景，我想这样做的原因是我可以有一个在幕后使用 TQueue 的生产解释器和一个使用内存数据结构进行测试的测试解释器。

Answer 1

你可以用 GADT 代表你的 DSL

{-# LANGUAGE GADTs #-}
{-# LANGUAGE StandaloneDeriving #-}
{-# LANGUAGE DeriveFunctor #-}

data Queue a = Queue a

data MyDsl next where
  NewQueue :: (Queue a -> next) -> MyDsl next
  WriteToQueue :: (Queue a) -> a -> next -> MyDsl next

deriving instance Functor MyDsl

makeFree 和 makeFreeCon 都不能为 MyDsl 生成自由的多态单子动作。你需要自己写。

{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}

import Control.Monad.Free.Class

newQueue :: (MonadFree MyDsl m) => m (Queue a)
newQueue = wrap $ NewQueue return

writeToQueue :: (MonadFree MyDsl m) => Queue a -> a -> m ()
writeToQueue q v = liftF $ WriteToQueue q v ()

现在您可以编写测试程序了。

{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables #-}

import Control.Monad.Free.Church

-- testProgram can have a more general type
-- testProgram :: (MonadFree MyDsl m) => m ()
testProgram :: F MyDsl ()
testProgram = do
  (intQueue :: Queue Int) <- newQueue
  (charQueue :: Queue Char) <- newQueue
  writeToQueue intQueue 1
  writeToQueue charQueue 'c'

如果您参数化队列类型，您可能会发现您的 DSL 更容易编写多个解释器。如果这样做，您将需要一个类型族或函数依赖性来根据 monad 的类型确定队列的类型。

data MyDsl q next where
  NewQueue :: (q a -> next) -> MyDsl next
  WriteToQueue :: (q a) -> a -> next -> MyDsl next

是否可以使用 Free 在 DSL 中实现多态函数

Is it possible to implement polymorphic functions in a DSL using Free

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