为什么要在 Haskell 中编写类型声明？答案

【问题标题】：why write type declarations in Haskell?为什么要在 Haskell 中编写类型声明？
【发布时间】：2011-09-08 22:41:05
【问题描述】：

我是 Haskell 的新手，我试图理解为什么需要编写类型声明。由于 Haskell 有类型推断，我什么时候需要第一行？ GHCI 似乎使用 ':t' 生成正确的输出

到目前为止，我发现的唯一一个似乎需要声明的例子如下。

maximum' :: (Ord a) => [a] -> a  
maximum' = foldr1 max

但是，如果我添加“-XNoMonomorphismRestriction”标志声明就不再需要了。是否存在类型推断不起作用并且需要指定类型的特定情况？

由于我可能在类型声明中有错误并且没有直接的好处，我宁愿不写它。再说一次，我刚刚开始学习 Haskell，所以如果我错了，请纠正我，因为我想养成良好的习惯。

编辑：事实证明，Real World Haskell 书中的Type inference is a double-edged sword 部分对此主题进行了很好的讨论。

【问题讨论】：

“嵌套数据类型”有时用于高级数据结构需要显式类型信号。
@stephen 我会把它添加到我的学习清单中。可以举个简单的例子吗？

标签： types type-inference haskell

【解决方案1】：

我在任何答案中没有真正看到的一件重要的事情是，在编写任何实际代码之前，您通常会实际编写类型定义和类型签名。一旦你完成了那个“规范”，你的实现将在你编写它时被检查，这将更容易在编译器检查你的类型匹配时更早地发现错误。例如，如果你知道某个东西应该有一个签名Int -> Int -> [a] -> [a]，但是在编写它时，不是实例化两个参数x 和y，而是意外地只实例化了一个参数x 并使用了两次，编译器会在你定义函数的时候发现错误，而不是在你尝试使用它的时候，你应该如何使用它。

【讨论】：

【解决方案2】：

安心。有时最好确保编译器与您对函数类型应该是什么的看法一致。如果推断的类型与你给定的类型不一致，那么编译器就会对你大喊大叫。熟悉类型系统后，您会发现可选类型签名对您的编码信心大有裨益。

【讨论】：

+1 因此，换句话说，声明有点像单元测试：它根据编译器推断的内容检查您的类型签名。因此，有更多的声明就像有额外的测试，这会增强信心。
@Vladimir Bychkovsky：这对于非常通用的函数特别有用，其中错误可能会产生您不想要的有效类型。给出签名意味着类型错误将在声明中找到，而不是在您尝试使用该函数时在其他地方找到。

【解决方案3】：

考虑read "5"。 Haskell 怎么知道read "5" 的类型？它不能，因为没有办法解析操作的结果，因为read 被定义为(Read a) => String -> a。 a 不依赖于字符串，所以必须使用上下文。

但通常上下文类似于Ord 或Num，因此无法确定。这不是单态限制，而是另一种永远无法正确处理的情况。

例子：

不起作用：

read "0.5"
putStrLn . show . read $ "0.5"

有效：

read "0.5" :: Float
putStrLn . show . (read :: String -> Float) $ "0.5"

这些是必要的，因为如果我没记错的话，默认的 Show 实例是 Int。

【讨论】：

有趣。我还没有到 IO，但是当我到达那里时，我会记住你的建议。
@Vladimir 这不是 IO。它的纯解析。
现在我很困惑。使用 'read "5"' 这个需要声明的函数是什么？
@Vladimir 已编辑。在这种情况下，我们必须定义已定义函数的类型。
谢谢，像(read :: String -> Float) 这样的内联类型声明对于单行语句非常有用。 @VladimirBychkovsky read 函数是经典的，因为它可以读取 Int 和 Float 并且因此失败，除非上下文以某种方式指定它。

【解决方案4】：

当您有大型 Haskell 程序时，具有类型签名通常会为您提供来自编译器的更好的错误消息
有时您可以从函数的名称和签名中得出函数的作用
通常使用类型签名可以更好地理解函数，例如如果你使用柯里化
即使编写程序变得更容易，我也经常从类型签名和大多数声明为undefined 的函数开始。一切都编译好了，我知道我的想法似乎还不错。然后我继续用真实代码替换undefined

【讨论】：

更好的错误信息是一大优势，可读性也是如此。这是有道理的。谢谢。
一个额外的 - 有时定义一个比推断的类型更严格的类型很有用。这可能与您的第一点有关-通过限制类型，编译器可以确定函数不适合特定情况并拒绝使用它，而不是无论如何都使用它并导致更间接且难以诊断错误。
@Steve314 非常有趣。我担心过于严格的声明，但看起来这可能是件好事。谢谢！
显式类型签名还可以帮助您避免可怕的单态限制。

【解决方案5】：

这通常是因为它更易于阅读，有时更易于编写。在诸如 Haskell 之类的强类型语言中，您通常会发现自己编写的函数采用某些类型并输出另一种类型，并且发现自己依赖于这些类型的含义而不是它们的名称。在你习惯了类型系统的工作方式之后，它可以让你更清楚你打算做什么，如果你做错了什么，编译器会发现你。

但这是一种偏好。如果您习惯于使用动态类型语言，您可能会发现不指定类型比指定类型更容易。这只是使用 Haskell 提供的强类型系统的两种不同方式。

然后有时类型推断不起作用，例如另一个答案给出的“读取”示例。但这些是内联类型定义，而不是函数的类型定义。

【讨论】：

我很高兴听到这是一个偏好问题。看起来类型声明也用于自动文档，因此这可能是编写它们的原因。我主要担心的是我要进行一个过于具体的类型声明，这将阻止我将来重用此代码。
Jonathan：为了澄清，您可以定义使用 read 的函数比 Haskell 自然推断的更严格，以便以这种方式向 Haskell 澄清类型。