如何为我自己的类型类中的所有类型声明类型类的实例（如 Show）？答案

【问题标题】：How to declare instances of a typeclass (like Show) for all types in my own typeclass?如何为我自己的类型类中的所有类型声明类型类的实例（如 Show）？
【发布时间】：2016-09-07 08:55:43
【问题描述】：

我有一个类型类：

class Wrapper w where
    open :: w -> Map String Int
    close :: Map String Int -> w

它看起来不是很有用，但我用它来强烈（不仅仅是type 同义词）区分语义上不同的Map String Ints 变体：

newtype FlapMap = Flap (Map String Int)
newtype SnapMap = Snap (Map String Int)
...

并且仍然具有对任何类型的类进行操作的函数。

有没有更好的方法来进行这种区分（可能没有 Wrapper 实例样板）？

我想这样做：

instance (Wrapper wrapper) => Show wrapper where
    show w = show $ toList $ open w

而不是编写许多样板文件Show 实例。

通过FlexibleInstances 和UndecidableInstances，GHC 将我引导到它认为我的实例声明适用于所有事物的地步，因为据称它与我的代码和GHC.Show 中的其他Show 实例发生冲突。 HaskellWiki 和 StackOverflow 的回答者和 HaskellWiki 说服我 OverlappingInstances 不是很安全，可能会令人困惑。 GHC 甚至不建议这样做。

为什么 GHC 首先抱怨不知道选择哪个 fx Show Int 实例（那么为什么它不查看我在编译时给出的约束？）然后，被告知实例可能重叠，突然知道怎么办了？
我可以避免允许OverlappingInstances 与我的newtypes 一起使用吗？

【问题讨论】：

deriving Show 与您想要实现的目标不同吗？
是的。我不只是想要FlapMap (fromList [...])。
我不会覆盖 Show 实例，因为它对于创建输出、在 ghci 中显示并将其复制到测试用例非常有帮助——尤其是与漂亮打印库结合使用时。我宁愿创建一个 UserFriendlyShow 类型类 - 但无论如何你都需要 OverlappingInstances。

标签： haskell typeclass newtype overlapping-instances

【解决方案1】：

如果没有 OverlappingInstances，您将无法做到这一点，正如您所提到的，这是不可预测的。无论如何，它在这里对你没有帮助，所以如果没有包装器类型，你几乎无法做到这一点。

当然，这很不令人满意，为什么会这样呢？正如您已经确定的那样，GHC 在选择实例时不会查看实例上下文，而只会查看实例头。为什么？好吧，考虑下面的代码：

class Foo a where
  fooToString :: a -> String

class Bar a where
  barToString :: a -> String

data Something = Something

instance Foo Something where
  fooToString _ = "foo something"

instance Bar Something where
  barToString _ = "bar something"

instance Foo a => Show a where
  show = fooToString

instance Bar a => Show a where
  show = barToString

如果您单独考虑 Foo 或 Bar 类型类，则上述定义是有意义的。任何实现 Foo 类型类的东西都应该“免费”获得一个 Show 实例。不幸的是，Bar 实例也是如此，所以现在您有两个有效的 show Something 实例。

由于类型类始终是开放的（事实上，Show 必须是开放的，如果你能够为它定义自己的实例），不可能知道有人不会出现并添加他们自己的类似实例，然后创建您的数据类型上的一个实例，从而产生歧义。这实际上是类型类形式的面向对象多重继承的经典 diamond problem。

你能得到的最好的方法是创建一个提供相关实例的包装器类型：

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}

data ShowableWrapper = forall w. Wrapper w => ShowableWrapper w

instance Show ShowableWrapper where
  show (ShowableWrapper w) = show . toList $ open w

不过，与编写自己的 showWrapper :: Wrapper w => w -> String 函数相比，你真的没有太多优势。

【讨论】：