是否可以通过 GHC 的通用推导来推导 Data.Vector.Unbox？

Question

可以通过 GHC 的通用派生机制派生 Storable：http://hackage.haskell.org/package/derive-storable (and https://hackage.haskell.org/package/derive-storable-plugin for performance). The only library I can find for deriving Data.Vector.Unbox, however, uses template Haskell: http://hackage.haskell.org/package/vector-th-unbox。它还需要用户编写一些代码；它不是完全自动的。

我的问题是，像 deriving-storable 这样的库是否也存在于 Unbox，或者由于 Unbox 与 [=11= 的某些基本方式不同，这是不可能的]？如果是后者，这是否意味着也无法创建一个允许为任何 Storable 类型自动派生 Unbox 的库，因为我找不到这样的库。

我问是因为理想情况下我想避免模板 Haskell 和使用 vector-th-unbox 所需的手动注释。

Answer 1

假设我们有一些 Generic_ class 可以在我们自己的类型和一些统一表示之间进行转换，这些表示恰好有一个 Unbox 实例（相当于 MVector和 Vector 个 Unboxed 变体的实例）：

class Generic_ a where
  type Rep_ (a :: Type) :: Type
  to_ :: a -> Rep_ a
  from_ :: Rep_ a -> a

然后我们可以使用它来获得 MVector/Vector:

方法的通用实现

-- (auxiliary definitions of CMV and uncoercemv at the end of this block)
-- vector imports (see gist at the end for a compilable sample)
import qualified Data.Vector.Unboxed as U
import qualified Data.Vector.Unboxed.Mutable as UM
import Data.Vector.Generic.Mutable.Base (MVector(..))



-- MVector

gbasicLength :: forall a s. CMV s a => UM.MVector s a -> Int
gbasicLength = basicLength @UM.MVector @(Rep_ a) @s . coerce

gbasicUnsafeSlice :: forall a s. CMV s a => Int -> Int -> UM.MVector s a -> UM.MVector s a
gbasicUnsafeSlice i j = uncoercemv . basicUnsafeSlice @UM.MVector @(Rep_ a) @s i j . coerce

-- etc.


-- idem Vector


-- This constraints holds when the UM.MVector data instance of a is
-- representationally equivalent to the data instance of its generic
-- representation (Rep_ a).
type CMV s a = (Coercible (UM.MVector s a) (UM.MVector s (Rep_ a)), MVector UM.MVector (Rep_ a))

-- Sadly coerce doesn't seem to want to solve this correctly so we use
-- unsafeCoerce as a workaround.
uncoercemv :: CMV s a => UM.MVector s (Rep_ a) -> UM.MVector s a
uncoercemv = unsafeCoerce

现在如果我们有一些通用类型

data MyType = MyCons Int Bool ()

我们可以定义一个与元组同构的泛型实例

instance Generic_ MyType where
  type Rep_ MyType = (Int, Bool, ())
  to_ (MyCons a b c) = (a, b, c)
  from_ (a, b, c) = MyCons a b c

从那里，有一个完全通用的方法来获取它的 Unbox 实例，如果你有 YourType 而不是它自己的 Generic_ 实例，你可以从字面上看这个将 MyType 替换为 YourType.

newtype instance UM.MVector s MyType
  = MVMyType { unMVMyType :: UM.MVector s (Rep_ MyType) }

instance MVector UM.MVector MyType where
  basicLength = gbasicLength
  basicUnsafeSlice = gbasicUnsafeSlice
  -- etc.

-- idem (Vector U.Vector MyType)

-- MVector U.Vector & Vector UM.MVector   =   Unbox
instance Unbox MyType

理论上，所有这些样板文件都可以通过内部语言功能实现自动化（与 TemplateHaskell 或 CPP 相反）。但在目前的情况下，存在各种问题。

首先，Generic_ 本质上是 GHC.Generics 的 Generic。但是，由 GHC 派生的统一表示不是根据元组 (,)，而是根据某种 ad-hoc 类型构造函数（:+:、:*:、M1, 等), 缺少 Unbox 个实例。

可以添加这样的 Unbox 个实例以直接使用 Generic
generics-eot 有一个 Generic 的变体，它依赖于可以直接替代 Generic_ 的元组。

其次，MVector和Vector有很多方法。为了避免必须全部列出它们，人们可能希望利用 DerivingVia（或 GeneralizedNewtypeDeriving），但是它们不适用，因为有几个多态 monadic 方法可以防止强制转换（例如，basicUnsafeNew).目前，我能想到的最简单的抽象方法是 CPP 宏。事实上，vector 包在内部使用了该技术，并且它可能以某种方式可重用。我认为正确解决这些问题需要对 Vector/MVector 架构进行深度重新设计。

要点（不完整，但可编译）：https://gist.github.com/Lysxia/c7bdcbba548ee019bf6b3f1e388bd660

是否可以通过 GHC 的通用推导来推导 Data.Vector.Unbox？

Would it be possible to derive Data.Vector.Unbox via GHC's generic deriving?

haskell

storable

template-haskell

ghc-generics

derivingvia