在 Haskell 中返回另一个类型类的类型类方法

Question

我有这个任务，我必须在 Haskell 中定义 2 个类型类。一个很简单——它实现了 Ord 并且有一种方法可以将给定的类型转换为 int。像这样的：

class (Ord a) => Id a where
  toInt :: a -> Int

但是我有另一个类型类HasId，它有一个方法getId。此方法应返回 Id 类型类。所以我写了这样的东西：

class HasId a where
  getId :: a -> Id a 

我收到一个我不知道如何解决的错误。

• Expected kind ‘* -> Constraint’, but ‘Int’ has kind ‘*’
• In the class declaration for ‘HasId’
 |
 | class (Int a) => HasId a where     |        ^^^^^

• Expected a type, but ‘Id a’ has kind ‘Constraint’
• In the type signature: getId :: a -> Id a
  In the class declaration for ‘HasId’
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 |  getId :: a -> Id a     |             

谁能告诉我如何在其他人的 typeclass 方法中返回 typeclass？ 我应该首先实现一些 Id 类型类的实例吗？

Answer 1

您将返回值声明为 HKT Id a，但您想要的是另一种类型，受类型类 Id 约束。

你需要的不是getId :: a -> Id a，而是getId :: Id b => a -> b

Answer 2

了解 Haskell class 与 OO 语言中的类非常不同是很重要的。它是一个类型类，即它“将类型的集合组合在一起”，而 OO 类将值的集合组合在一起。 IOW，OO 类是一种类型（包含值），但 Haskell 类更像是一种类型类型。

现在，函数/方法总是将值作为参数并返回值作为结果。但它不能给你一个类型，也不能给你一个“类型类的值”，因为没有这样的东西。

相反，使用类型类的方法是这样的：您编写一个多态函数，即接受或产生一些未指定类型的值的函数。这就是 类型变量 的用途。通常，多态签名意味着函数可以处理任何类型的值，比如

length :: [a] -> Int

它接受一个列表并且不关心其元素的类型。但是你说你确实关心一下使用了什么类型，也就是说，你要求它们在类中。这是一个约束，它是用=> 表示法编写的。 toInt其实有签名（类声明自动生成）

toInt :: Id a => a -> Int

坦率地说，我怀疑这真的是你想要的。如果您对Id a 所能做的就是将其转换为Int，那么结果实际上是一个Int（只是带有一个类型注释，它指示这个Id 是什么类型的对象属于），不管a参数。因此，您应该考虑使用 Id 类型，而不是 Id 类

newtype Id' a = Id {toInt :: Int}  -- The prime ' symbol has no particular meaning,
                                   -- I just use it for disambiguation.

那么，你有更明智的类型

toInt :: Id' a -> Int

不需要任何约束。

newtype 更类似于 OO 类，因为它实际上定义了一个具有可以传递的值的具体类型。

getId 方法也是一个受约束的多态函数，它可以获取“具有Id”的内容并返回该 ID。在这种情况下，一个类是有意义的（因为你可以有不同的数据结构，可能以不同的方式存储它们的 ID）。这实际上是

class HasId a where
  getId :: a -> Id' a

根据Welperooni's answer，确实也可以使用您原来的Id 类定义HasId，只是它并没有多大意义。 Id 是可以用作标识符的所有类型的类。您可以表示 getId 可以产生任何此类类型的 Id：

class HasId a where
  getId :: Id b => a -> b

请注意，result-Id 类型现在完全独立于您要计算其 Id 的对象的类型。 b 始终可以是 any Id 类型。正如我所说，这没有意义：为什么您需要一大堆不同的类型来表示 Id，但需要所有 HasId 类型来支持所有这些？

事实上，这无法按现状实现，因为没有机制允许您生成任意Id 类型的Id。这将需要一个额外的方法

class Id a where
  toInt :: a -> Int
  fromInt :: Int -> a

现在你可以做

class HasId a where
  getId :: Id b => a -> b

data SomeObj { objName :: String
             , objId :: Int }

instance HasId SomeObj where
  getId (SomeObj _ i) = fromInt i

但是，如果您要求任何Id 类型可以从Int 转换为Int，那么这些类型必须与Int 本身同构。因此，newtype Id' a 方法几乎肯定更好。