来自数据类型的Show实例的错误

Question

我一直在阅读Gabriel Gonzale关于Free Monads的出色博客文章。为了帮助我理解，我想为以下类型创建Show实例并在GHCi中对其进行处理，该类型（来自博客文章）为：

data Thread m r = Atomic (m (Thread m r)) | Return r

我的Show实例是：

instance (Show m, Show r) => Show (Thread m r) where
  show (Atomic m x) = "Atomic " ++ show m ++ " " ++ show x
  show (Return x)   = "Return " ++ show x

不幸的是，当尝试加载文件时，GHCi给了我这个错误：

• Expected kind ‘* -> *’, but ‘m’ has kind ‘*’
• In the first argument of ‘Thread’, namely ‘m’
  In the first argument of ‘Show’, namely ‘Thread m r’
  In the instance declaration for ‘Show (Thread m r)’

因此，最重要的是：此错误是什么意思，我为什么会得到它？我认为回答该问题将极大地帮助我理解该博客文章（尽管以稍微绕行的方式）。此外，可以正常运行的Show实施会是什么样子？我尝试为Either查看实例，但不知道发生了什么。

Answer 1

根据Thread m r = Action (m (Thread m r) | …，m是接受一个类型并返回另一个类型的东西。我们称m类型构造器或种类构造器* -> *。另一个类似的例子是Maybe：

data Maybe a = Just a | Nothing

Maybe它本身不是一种类型。您必须提供其他类型，例如Maybe Int或Maybe String。

现在Show期望一个类型为kind *。但是Thread需要* -> *。因此，GHC放弃了。自从Show m出现之前Thread m r，GHC认为它的类型是*，不适用于Action (m (Thread m r))，因为这将需要类型构造函数（* -> *）。

顺便说一句，这个问题就是为什么类似的类Show1存在于某些软件包中的原因。您可以采用它，然后编写您的Show实例：

instance (Show1 m, Show r) => Show (Thread m r) where
  show (Atomic x) = "Atomic " ++ show1 x
  show (Return x) = "Return " ++ show x

或者，您可以深入研究不确定实例的领域，并说Thread m r可以显示（如果m (Thread m r)可以显示）：

{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}
{-# LANGUAGE UndecidableInstances #-}

instance (Show r, Show (m (Thread m r))) => Show (Thread m r) where
  show (Atomic x) = "Atomic " ++ show x
  show (Return x) = "Return " ++ show x