空列表测试中的模糊类型变量

Question

考虑以下代码段，它定义了一个函数 foo，该函数接收一个列表并对该列表执行一些操作（如排序）。我试图在 ghci:

中加载代码片段

-- a function which consumes lists and produces lists
foo :: Ord a => [a] -> [a]
foo [] = []
foo (x:xs) = xs

test1 = foo [1, 2, 3] == [2, 3]
test2 = null $ foo []

却出现以下错误：

No instance for (Ord a0) arising from a use of ‘foo’
    The type variable ‘a0’ is ambiguous
    Note: there are several potential instances:
      instance (Ord a, Ord b) => Ord (Either a b)
        -- Defined in ‘Data.Either’
      instance forall (k :: BOX) (s :: k). Ord (Data.Proxy.Proxy s)
        -- Defined in ‘Data.Proxy’
      instance (GHC.Arr.Ix i, Ord e) => Ord (GHC.Arr.Array i e)
        -- Defined in ‘GHC.Arr’
      ...plus 26 others
    In the second argument of ‘($)’, namely ‘foo []’
    In the expression: null $ foo []
    In an equation for ‘test2’: test2 = null $ foo []

问题出在表达式 test2 = null $ foo [] 中。此外，从 foo 的类型定义中删除 Ord a 约束将解决问题。奇怪的是，在 interactive 模式下键入 null $ foo []（在加载 foo 的定义之后）可以正常工作并产生预期的 true。

我需要对此行为的明确解释。

Answer 1

我喜欢在 "dictionary-passing style" 中考虑类型 classes。签名

foo :: Ord a => [a] -> [a]

表示 foo 获取 Ord a 的方法字典，本质上作为参数，以及 a 的列表，并返回 [=16= 的列表]s。字典里有 (<) :: a -> a -> Bool 和它的表兄弟。当我们调用 foo 时，我们需要提供这样一个字典。这是由编译器隐式完成的。所以

foo [1,2,3]

会用到Ord Integer字典，因为我们知道a就是Integer.

但是，在 foo [] 中，列表可以是任何内容的列表 -- 没有确定类型的信息。但是我们仍然需要找到 Ord 字典传递给 foo （虽然你的 foo 根本没有使用它，签名说它可以，这才是最重要的） .这就是为什么会出现模棱两可的类型错误。您可以手动指定类型，这将提供足够的信息来填充字典，像这样

null (foo ([] :: [Integer]))

或使用新的 TypeApplications 扩展名

null (foo @Integer [])

如果删除 Ord 约束，正如您观察到的那样，它会起作用，这只是因为我们不再需要提供字典。我们不再需要知道 a 是什么特定类型来调用 foo（这对我来说有点神奇:-)。

请注意 foo ([] :: Ord a => [a]) 不会消除歧义，因为不知道您要传递哪个特定的 Ord 词典；是 Ord Int 还是 Ord (Maybe String) 等？有 no 通用 Ord 字典，所以我们必须选择，在这种情况下选择什么类型有 no 规则.而当你说 (Ord a, Num a) => [a] 时，默认指定了一种选择方式，我们选择 Integer，因为它是 Num class.[=43= 的特例]

foo [] 在 ghci 中起作用的事实是由于 ghci 的 extended defaulting rules. It might be worth reading about type defaulting 一般而言，这肯定不是 [=67= 中最漂亮的部分]，但它会在您询问的各种极端情况下出现很多。

空列表测试中的模糊类型变量

Ambiguous type variable in a test for empty list

haskell

empty-list