当我指定x具有类型a时，为什么Haskell试图推断它具有类型A0？

Question

有时我会在签名中指定某种类型，例如a，而GHC将响应它无法推断其类型为A0。发生这种情况的原因是单一的，还是多种不同的可能原因？有时我解决，有时不解决；我希望有一个统一的理论。

这里有一个简短的例子。（要查看这段代码，包括解释它试图做什么的注释，请参阅此处。）

{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses
           , AllowAmbiguousTypes
           , FlexibleInstances
           , GADTs #-}

type SynthName = String

data Synth format where
  Synth :: SynthName -> Synth format

data MessageA format where
  MessageA :: String -> MessageA format
data MessageB format where
  MessageB :: String -> MessageB format

class (Message format) a where
  theMessage :: a -> String
instance (Message format) (MessageA format) where
  theMessage (MessageA msg) = msg
instance (Message format) (MessageB format) where
  theMessage (MessageB msg) = msg

play :: Message format m => Synth format -> m -> IO ()
play (Synth name) msg =
  print $ name ++ " now sounds like " ++ theMessage msg

这会产生以下错误。

riddles/gadt-forget/closest-to-vivid.hs:38:42: error:
    • Could not deduce (Message format0 m)
        arising from a use of ‘theMessage’
      from the context: Message format m
        bound by the type signature for:
                   play :: forall format m.
                           Message format m =>
                           Synth format -> m -> IO ()
        at riddles/gadt-forget/closest-to-vivid.hs:36:1-54
      The type variable ‘format0’ is ambiguous
      Relevant bindings include
        msg :: m (bound at riddles/gadt-forget/closest-to-vivid.hs:37:19)
        play :: Synth format -> m -> IO ()
          (bound at riddles/gadt-forget/closest-to-vivid.hs:37:1)
      These potential instances exist:
        instance Message format (MessageA format)
          -- Defined at riddles/gadt-forget/closest-to-vivid.hs:30:10
        instance Message format (MessageB format)
          -- Defined at riddles/gadt-forget/closest-to-vivid.hs:32:10
    • In the second argument of ‘(++)’, namely ‘theMessage msg’
      In the second argument of ‘(++)’, namely
        ‘" now sounds like " ++ theMessage msg’
      In the second argument of ‘($)’, namely
        ‘name ++ " now sounds like " ++ theMessage msg’
   |
38 |   print $ name ++ " now sounds like " ++ theMessage msg

Answer 1

message是一个多参数类型类。为了确定使用哪个实例，需要对a和format进行具体选择。然而，该方法

theMessage :: a -> String

甚至没有提到格式,因此我们无法确定使用哪种具体类型来查找消息的实例。您可能得到的不明确类型错误就是关于这个（但这可能是一个棘手的错误消息，我并不责怪您仅仅启用了扩展）。

快速修复方法是使用ScopedTypeVariables和TypeApplications手动指定Format变量（或向Themessage添加Proxy Format参数）。

play :: forall format m. Message format m => Synth format -> m -> IO ()
play (Synth name) msg =
    print $ name ++ " now sounds like " ++ theMessage @format msg

但是，message类会引发错误使用类型类的危险信号。这并不总是糟糕的，但是每当您看到一个类的方法都具有类似于

:: a -> Foo
:: a -> Bar

即它们将单个a取反向位置,则可能根本不需要类型类。将类转换为数据类型通常更简洁，如下所示：

data Message format = Message { theMessage :: String }

其中每个方法都成为一个记录字段。然后，您实例化的具体类型，如messagea，将“降级”为函数：

messageA :: String -> Message format
messageA msg = Message { theMessage = msg }

无论何时，只要传递带有消息约束的a，只需传递消息即可。a化为乌有。

在你做了这个因素之后，你可能会注意到你写的很多东西都是同义反复的，而且是不必要的。很好！移开它！