我认为 Haskell 中的 Applicative Maybe 实例中的默认定义存在类型不匹配答案

【问题标题】：I think there is a type mismatch in default definition in instance Applicative Maybe in Haskell我认为 Haskell 中的 Applicative Maybe 实例中的默认定义存在类型不匹配
【发布时间】：2018-08-13 03:59:59
【问题描述】：

我目前正在与 Hutton 教授的“Haskell 编程”一起学习 Haskell，我发现将 Maybe 定义为 Applicative 类的实例有些奇怪。

在GHC.Base中，实例Applicative Maybe定义如下：

instance Applicative Maybe where
  pure = Just

  Just f  <*> m       = fmap f m
  Nothing <*> _m      = Nothing

困扰我的是将Nothing <\*> _ 的值定义为Nothing 的行。 Nothing 属于 Maybe a 类型，其中运算符 <*> 实际上需要 f (a -> b)（在本例中为 Maybe (a -> b)）作为其第一个参数的类型。因此，这是 Haskell 应该抱怨的类型不匹配。但是，这被接受为默认定义，因此 Haskell 不会在我认为应该抱怨的地方抱怨它。

我错过了什么？

【问题讨论】：

标签： haskell types applicative

【解决方案1】：

Maybe a 中的a 是一个类型变量，可以是任何类型！例如，Nothing 可以具有 Maybe Int 或 Maybe [x] 或 Maybe (p -> q) 类型。不要对变量名称a 用于两个地方这一事实感到困惑。 Nothing 类型中的a 与<*> 类型中的a 是完全不同的变量，并且恰好同名！

(这与你写f x = x + 5然后在其他地方写g x = "Hello, " ++ x完全一样。在这两个地方使用x并不重要，因为它们在不同的范围内。与a相同在这种类型中。不同的作用域，所以它们是不同的变量。）

【讨论】：

哦，我明白了！因此，“Maybe a”中的“a”是可以赋予构造函数“Maybe”的任何类型的非常广泛的概括。非常感谢！

【解决方案2】：

让我们通过重新标记类型变量来使事情更清楚：

Nothing :: Maybe x

Maybe x 类型与Maybe (a -> b) 统一，与x ~ (a -> b) 统一。也就是说，Nothing 是一个可以用作 any a 的 Maybe a 的值，包括函数类型。因此，这里是<*> 的合法左手参数。

【讨论】：

感谢您的回答。这里的小后续问题：我应该将 x ~ (a -> b) 读为“变量 x 与类型 (a -> b) 相关联”吗？
@Namudon'tdie：x ~ y 是type equality constraint。非正式地，人们用它来表示“x 类型等于y 类型”；在 Haskell 中，当启用某些扩展（例如 GADTs 或 TypeFamilies）时，您可以将此语法用作类型类约束。它主要用于控制类型类实例解析和辅助类型级编程。