如何在 TemplateHaskell 引用中捕获类型变量

Question

我正在尝试编写一个 Lift 实例，它不仅可以提升构造函数，还可以提升其类型变量。 例如，以Proxy a 为例。我需要一个Lift 实例，这样当lift (Proxy @Int) 被拼接时，GHC 会正确推断出生成的表达式是Proxy Int。

-- GHC should infer that x :: Proxy Int
x = $(TH.lift (Proxy @Int))

我试过了：

instance Lift (Proxy a) where
  lift _ = [|Proxy @a|]

x = $(TH.lift (Proxy @Int))

似乎 TH 捕获了 a 而不是 Int 如预期的那样。 我不知道还能尝试什么

/.../TH/Test.hs:15:7: error:
    • The exact Name ‘a’ is not in scope
        Probable cause: you used a unique Template Haskell name (NameU), 
        perhaps via newName, but did not bind it
        If that's it, then -ddump-splices might be useful

Answer 1

template-haskell 似乎没有提供类似的东西。但是可能有一个您可以从头开始实施的解决方案。这个想法是定义一个类来携带代表每种类型的引号：

class TLift a where
  tlift :: Q Type

例如：

instance TLift Int where
  tlift = [t|Int|]

-- and so on

然后定义一个以类型应用程序为特色的引用：

proxyQ :: forall a. TLift a => Q Exp
proxyQ = [|Proxy @( $(tlift @a) )|]

这里的一个限制是TLift 实例只能为完全具体的类型生成引号，没有类型变量。也许reflection 可以解决这个问题。

Answer 2

我很确定这不能通过直接引用类型来完成，以便使用类型应用程序。当拼接代码引用a 时，它的定义范围已不存在。

但我相信这是导致创建类型化模板 Haskell 的已知问题之一。这可以用来解决这个问题。注意，GHC 8.10 在类中引入了一个额外的入口，liftTyped，可以直接解决这个问题。但它也提供了在早期版本的 GHC 上使用它所需的提示，即lift x === unTypeQ (liftTyped x)。

由此，我可以看到如何为早于 8.10 的 GHC 版本为 Proxy a 编写 Lift 的实例。

instance Lift (Proxy a) where
    lift x = unTypeQ (helper x)
      where
        helper :: Proxy b -> Q (TExp (Proxy b))
        helper _ = [|| Proxy ||]

对于 GHC 8.10，这只是

instance Lift (Proxy a) where
    liftTyped _ = [|| Proxy ||]

老实说，似乎有很多 Lift 实例不见了。这只是更间接的写法之一，至少在 GHC 8.10 之前是这样。