不同类型的重载/多态函数

Question

我正在学习 Haskell，遇到了一个悬而未决的问题：

从我正在学习的课程中：

(+) :: Num a => a -> a -> a

对于任何数字类型a，(+) 接受两个a 类型的值并返回一个a 类型的值。

根据示例：

1 + 1
-- 2 # type a is Int
3.0 + 4.0
-- 7.0 type a is Float
'a' + 'b' 
-- Type Error: Char is not a Numeric type

这很有意义，但我最终不明白后台发生了什么，当：

1 + 3.0

类型推断系统是否会自动将我的 Int 转换为 Float，因为它知道它将返回 Float？

Answer 1

您应该在 ghci 中调查这类问题。这是一个非常宝贵的学习资源：

$ ghci
GHCi, version 9.0.1: https://www.haskell.org/ghc/  :? for help
ghci> :t 1
1 :: Num p => p
ghci> :t 3.0
3.0 :: Fractional p => p
ghci> :t 1 + 3.0
1 + 3.0 :: Fractional a => a

第一课：数字文字是多态的。 1 不是 Int，它是多态的。它可以是编译代码所必需的Num 的任何实例。 3.0 不是Float，它是编译代码所必需的Fractional 的任何实例。 （区别在于文字中的小数 - 它限制了允许的类型。）

第二课：当你将事物组合成一个表达式时，类型就会统一起来。当你统一 Num 和 Fractional 约束时，你会得到一个 Fractional 约束。这是因为Fractional 被定义为要求它的所有实例也是Num 的实例。

更多信息，让我们打开警告，看看它们提供了哪些额外信息。

ghci> :set -Wall
ghci> 1

<interactive>:5:1: warning: [-Wtype-defaults]
    • Defaulting the following constraints to type ‘Integer’
        (Show a0) arising from a use of ‘print’ at <interactive>:5:1
        (Num a0) arising from a use of ‘it’ at <interactive>:5:1
    • In a stmt of an interactive GHCi command: print it
1
ghci> 1 + 3.0

<interactive>:6:1: warning: [-Wtype-defaults]
    • Defaulting the following constraints to type ‘Double’
        (Show a0) arising from a use of ‘print’ at <interactive>:6:1-7
        (Fractional a0) arising from a use of ‘it’ at <interactive>:6:1-7
    • In a stmt of an interactive GHCi command: print it
4.0

当打印一个值时，ghci 要求该类型有一个Show 实例。幸运的是，这里的细节并不太重要，但这就是为什么默认警告指的是Show。

这里要观察的教训是，如果推理不需要更具体的内容，则带有 Num 实例的默认类型是 Integer，而不是 Int。如果推理不需要更具体的东西，则带有Fractional 实例的东西的默认类型是Double，而不是Float。 （Float 基本没用过，算了吧。）

因此，当推理运行时，表达式1 + 3.0 被推断为具有Fractional a => a 类型。在对类型没有进一步要求的情况下，默认启动并显示“a 是Double”。然后该信息通过(+) 流回它的参数，并要求它们中的每一个也是Double。幸运的是，每个参数都是一个多态文字，可以采用Double 类型。类型检查成功，选择实例，添加，打印结果。

数字文字是多态的，这对这个过程非常重要。 Haskell 没有任何类型对之间的隐式转换。尤其不是数字类型。如果您想真正将值从一种类型转换 到另一种类型，则必须调用一个函数来进行所需的转换。 （fromIntegral、round、floor、ceiling 和 realToFrac 是最常见的数值转换函数。）但是当值是多态的时，这意味着推理可以选择匹配类型而无需转换。