使用可用的 class 个实例解决类型歧义

Question

给定以下代码：

import Data.Word

data T = T deriving (Eq, Show)

class    C a      where f :: a -> ()
instance C T      where f _ = ()
instance C Word16 where f _ = ()

main = return $ f 0x16

GHC 抱怨说它无法推断文字 0x16 的类型应该是什么，错误是：

No instance for (Num a0) arising from the literal ‘22’
The type variable ‘a0’ is ambiguous

很容易看出为什么会这样——Haskell 允许数字字面值是具有 Num 实例的任何类型，在这里我们不能消除类型的歧义对于文字 0x16（或 22）应该是。

作为人类阅读我打算做的事情也很清楚——只有一个可用的 class C 实例满足 Num 约束，所以很明显我打算使用那个，所以 0x16 应该被视为 Word16。

我知道有两种方法可以修复它：要么用它的类型注释文字：

main = return $ f (0x16 :: Word16)

或者定义一个基本上为您做注释的函数：

w16 x = x :: Word16
main = return $ f (w16 0x16)

我已经尝试了第三种方法，将 default (Word16) 放在文件的顶部，希望 Haskell 会选择它作为数字文字的默认类型，但我想我是误解了 default 关键字应该做什么，因为它不起作用。

我知道 typeclass 是开放的，所以只是因为你可以在上面引用的上下文中做出假设 Word16 是 C 的唯一可能的数字实例不保存在其他模块中。但我的问题是：是否有某种机制可以让我 assume/enforce 得到属性，这样就可以使用 f 并让 Haskell 解析其数字类型Word16 的参数在调用站点没有显式注释？

上下文是我正在实施 EDSL，当我知道我的参数将是 Word16 或其他一些非数字类型时，我宁愿不必包含手动类型提示。如果让 EDSL 感觉更自然，我愿意接受一些肮脏的 types/extensions 滥用！尽管如果解决方案确实涉及顽皮的编译指示，我肯定会感谢提示，提示我在使用它们时应该注意什么。

Answer 1

使用 GHC 7.10 "naughty pragmas" 的快速解决方案：

{-# LANGUAGE TypeFamilies, FlexibleInstances #-}

class    C a where f :: a -> ()
instance C T where f _ = ()
instance {-# INCOHERENT #-} (w ~ Word16) => C w where f _ = ()

以及 GHC 7.8：

{-# LANGUAGE TypeFamilies, FlexibleInstances, IncoherentInstances #-}

class    C a where f :: a -> ()
instance C T where f _ = ()
instance (w ~ Word16) => C w where f _ = ()

在这里，GHC 基本上选择了一个任意的最具体的实例，该实例在尝试统一实例头和约束后仍然存在。

你应该只在

时使用它

您有一组固定的实例并且不导出 class。
对于 class 方法的所有用例，有一个可能的最具体的实例（给定约束）。

许多人建议不要永远使用IncoherentInstances，但我认为如果我们遵守上述注意事项，它对于 DSL-s 会非常有趣。

Answer 2

对于其他想知道 default 的人（我知道我是！）

https://www.haskell.org/onlinereport/haskell2010/haskellch4.html#x10-750004.3

引用第 4.3.4 节：

In situations where an ambiguous type is discovered, an ambiguous type variable, v, is defaultable if:

v appears only in constraints of the form C v, where C is a class, and

at least one of these classes is a numeric class, (that is, Num or a subclass of Num), and

all of these classes are defined in the Prelude or a standard library.

这就解释了为什么您的 default 子句被完全忽略了； C不是标准库类型-class.

（至于为什么这是规则……这帮不了你。大概是为了避免破坏任意用户定义的代码。）

使用可用的 class 个实例解决类型歧义

Resolving type ambiguities using available class instances

haskell

ambiguity

typeclass

ambiguous