“派生函子”究竟是做什么的？答案

【问题标题】：What exactly does "deriving Functor" do?“派生函子”究竟是做什么的？
【发布时间】：2013-12-18 16:10:42
【问题描述】：

我试图弄清楚 Haskell 中 deriving Functor 的确切规则是什么。

我已经看到了 message postings 和 test code 的相关信息，但我似乎无法找到有关规则是什么的官方文档。有人可以澄清和/或指出我正确的地方吗？

【问题讨论】：

DeriveFunctor 最初是在 GHC 6.12 中引入的，但它的发行说明没有提供任何额外的线索。

【解决方案1】：

要使用deriving Functor，您必须启用DeriveFunctor 语言编译指示并将其应用于具有协变最终类型变量的多态类型——换句话说，该类型允许有效的Functor 实例。然后它会派生出“明显的”Functor 实例。

过去有人担心派生实例不如手动编码的高效，尽管我似乎找不到那种材料。

据我所知，算法本身是first proposed by Twan Van Laarhoven in 2007，并且大量使用了通用 Haskell 编程。

【讨论】：

那么这条消息是GHC派生Functor的规范吗？
据我所知，是的。我不知道其他 Haskell 实现有这个扩展。
过去有人担心派生实例的效率不如手工编码，尽管我似乎找不到那种材料;这是：stackoverflow.com/questions/52601129/…

【解决方案2】：

不幸的是，实际执行该操作的代码有点麻烦。我相信这主要是因为更早的、更简单的代码有时会导致编译时间过长。 Twan van Laarhoven 想出了当前的代码来解决这个问题。

派生的Functor 实例总是做显而易见的事情。这通常很好，但偶尔会错过机会。例如，假设我写

data Pair a = Pair a a deriving Functor
data Digit a = One a | Two a a deriving Functor
data Queue a =
    Empty
  | Single a
  | Deep !(Digit a) (Queue (Pair a)) !(Digit a) deriving Functor

这将生成（在 GHC 8.2 中）

instance Functor Queue where
  fmap ...
  x <$ Empty = Empty
  x <$ Single y = Single x
  x <$ Deep pr m sf = Deep (x <$ pr) (fmap (x <$) m) (x <$ sf)

最后一种情况可以手工写得更好：

  x <$ Deep pr m sf = Deep (x <$ pr) (Pair x x <$ m) (x <$ sf)

您可以使用-ddump-deriv查看实际派生代码。

【讨论】：