类型类和模块如何交互？答案

【问题标题】：How do typeclasses and modules interact?类型类和模块如何交互？
【发布时间】：2011-03-14 18:17:32
【问题描述】：

为了掌握更好的类型类（几乎从零开始），我尝试使用面积计算对二维形状进行建模，如下所示：

module TwoDShapes where

class TwoDShape s where
    area :: s -> Float

data Circle = Circle Float deriving Show
aCircle radius | radius < 0 = error "circle radius must be non-negative"
               | otherwise  = Circle radius
instance TwoDShape Circle where
    area (Circle radius) = pi * radius * radius

data Ellipse = Ellipse Float Float deriving Show
anEllipse axis_a axis_b | axis_a < 0 || axis_b < 0 = error "ellipse axis length must be non-negative"
                        | otherwise                = Ellipse axis_a axis_b
instance TwoDShape Ellipse where         
    area (Ellipse axis_a axis_b) = pi * axis_a * axis_b

其他类型的形状依此类推。

这很好，但我突然想试试这个：

module TwoDShapes  where

class TwoDShape s where
    area :: s -> Float

data TwoDShapeParams = TwoDShapeParams Float Float Float deriving Show

instance TwoDShape TwoDShapeParams where
    area (TwoDShapeParams length_a length_b constant) = foldl (*) 1 [length_a, length_b, constant]

aCircle radius | radius < 0 = error "circle radius must be non-negative"
               | otherwise  = TwoDShapeParams radius radius pi

anEllipse axis_a axis_b | axis_a < 0 || axis_b < 0 = error "ellipse axis length must be non-negative"
                        | otherwise                = TwoDShapeParams axis_a axis_b pi

等等。这也很好。为了隐藏信息，我将模块声明更改为如下所示：

module TwoDShapes (TwoDShape, area, aCircle, anEllipse, aRectangle, aTriangle)

令我惊讶的是，这 1) 有效，2) 在 ghci aCircle 中计算为 TwoDShapeParams 1.0 1.0 3.1415927，这是真的，但我不明白 TwoDShapeParams 类型如何在模块外可见。我不确定我在期待什么，但不是这个。

我真正想要的是类型类、它的方法和“智能构造函数”在模块外部可见，除此之外别无其他。可以吗？

【问题讨论】：

标签： haskell module visibility typeclass

【解决方案1】：

虽然TwoDShapes 的表示是隐藏的，但您已经为它派生了一个Show 实例，它允许将TwoDShapes 类型的任意值转换为String，所以这是信息泄露。一个真正抽象的类型不应该定义一个Show 实例，或者实际上是一个Data 实例，它类似地公开有关表示的信息。只要String 独立于表示形式，有一种方法可以将您的类型转换为String 是很好的（参见Data.Map.Map 和Data.Array.Array 的Show 实例以获取很好的示例）。

请注意，模块系统正在完成它的工作：您仍然不能在定义它的模块之外引用 TwoDShapes 构造函数。

【讨论】：

令我惊讶的是（我没有在这台计算机上安装 Haskell 编译器，所以无法检查会发生什么）是 aCircle 在非导出类型TwoDShapeParams（不是其值构造函数）出现在其类型中。
你写了module TwoDShapes (TwoDShape, ...，它导出了type TwoDShape，但不是它的表示。但是，即使您没有导出类型，您仍然可以导出类型提到 TwoDShape 的函数，只是无法在其他任何地方引用 TwoDShape。 Haskell 模块系统控制标识符的可见性，仅此而已。
我不是问题的作者 :)
对不起！无论如何，希望解释就足够了。
啊哈。没有意识到默认情况下 Show 会生成一个包含表达式的字符串，该表达式应该评估为显示的值。在这种情况下，它当然会做我所看到的。我查看但不理解 Data.Map.Map 中的实例，但我确实弄清楚了： instance Show TwoDShapeParams where showsPrec ds = showString $ printf "a shape with bounding box side lengths %f %f" (first s) (second s) where first (TwoDSapeParams abk) = a second (TwoDSapeParams abk) = b PS：你们怎么可以让代码在 cmets 中以 tt 字体出现而我不能？

【解决方案2】：

如果你在 ghci 提示符中看到*TwoDShapes，它可以访问模块中的所有内容：

http://www.haskell.org/ghc/docs/6.12.1/html/users_guide/interactive-evaluation.html

新的提示符是 *Main，这表明我们在 Main 模块的顶层上下文中键入表达式。我们刚刚加载的 Main 模块顶层范围内的所有内容也在提示符范围内（可能包括 Prelude，只要 Main 没有显式隐藏它）。

语法 *module 表明它是模块的完整顶级范围，它有助于在提示符处键入的表达式的范围。没有 *，只有模块的导出是可见的。

尝试在没有* 的情况下加载TwoDShapes，并检查aCircle 的类型。

【讨论】：