如何使用函数依赖和存在量化来删除不必要的参数到我的类型

Question

在我正在处理的HLearn库中,我有一些容器数据类型如下所示:

data (Model params model) => Container' params model = Container'
    { baseparams :: params
    , basemodel  :: model
    }

问题是,这种类型是尴尬,因为使用params并model都从独特的相互决定的:

class Model params model | params -> model, model -> params

因此,如果我在指定类型时不必指定它们,那将会更方便.编译器应该能够自动为我完成.

我解决这个问题的想法是创建一个使用存在量化的类型别名:

type Container model = forall params . (Model params model) => Container' params model

但这不起作用.如果我Container'像往常一样制作一个实例,一切正常:

data ContainerParams params = ContainerParams params

instance (Model params model) => Model (ContainerParams params) (Container' params model)

但是当我使用我的Container类型时:

instance (Model params model) => Model (ContainerParams params) (Container model)

ghc爆炸:

非法多态或限定类型:容器模型在`Model(ContainerParams params)(容器模型)的实例声明中

我不知道这个错误信息的含义.是否有可能以某种方式修复我的解决方案,使Container您不必指定参数？

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编辑:我应该注意,将forall语句移动到Container'声明中似乎需要一堆unsafeCoerces,所以这似乎是一个糟糕的解决方案.

此外,我可以改变type Container进入data Container并使事情发挥作用,但这需要我重新声明Conatiner'属于的所有实例,我不想这样做.我有许多不同的类型遵循这种模式,所以似乎应该有一种通用的方法来解决这个问题.

Answer 1

我不确定你是否想要普遍或存在量化.无论哪种方式,最好将其包装成新鲜的类型.

强烈建议:不要在普通数据类型上使用约束头.他们会让你的生活更加艰难,而不是更容易.他们没有任何用处.

存在主义

{-# LANGUAGE GADTs #-}
data Container' params model = Container'
{ baseparams :: params
, basemodel  :: model
}
data Container p m where
  Container :: Model params model => Container' params model -> Container params model

普遍

{-# LANGUAGE Rank2Types #-}
data Container' params model = Container'
{ baseparams :: params
, basemodel  :: model
}
newtype Container model = Container (forall params . Model params model => Container' params model)

您不能在类型类实例中具有通用或限定类型.所以

instance Model (ContainerParams params) (Container model)

由于类型同义词扩展为,因此不被允许

instance Model (ContainerParams params) (forall ...)

在我GADT的解决方案,我都处理param并model作为参数.这是因为需要知道的重要事项:功能依赖性不会融合!并且,编译器不会假定它们为了类型检查而汇合.函数依赖性仅用于指导约束求解器(在某种程度上它们类似于prolog中的"cut"之类的额外逻辑构造).如果你想要融合,请使用TypeFamilies.

class Model model where
  type Param model
  ...

或者这样做很棒的方式

class (model ~ (TheModel param),param ~ (TheParam model)) => Model model param where
    type TheModel param
    type TheParam model

与fundep具有相同的双向性.而且,这会让你把你的存在实例写成

data Container model where
   Container :: Model model param => Container' model param -> Container model

然后你可以做一些事情,比如组合两个相同model类型的容器,知道存在量化params将匹配.使用它,您可以定义

data HasParam model where
   HasParam :: Model model param => HasParam model

data GADTContainer model where
   GADTContainer :: Model model param => Container' model param -> GADTContainer model

newtype NewContainer model 
   = NewContainer (forall param. Model model param => Container' model param)

然后元组(HasParam model, NewContainer model)可证明是同构的,GADTContainer model这也解释了这些类型之间的关系

无论如何,一旦你有了这个,你可以使用适当的包装类型定义你的实例.