空列表测试中的歧义类型变量

Question

考虑以下代码片段，它定义了一个函数foo，该函数接受一个列表并对列表执行一些操作（如排序）。我尝试将片段加载到ghci：

-- a function which consumes lists and produces lists
foo :: Ord a => [a] -> [a]
foo [] = []
foo (x:xs) = xs

test1 = foo [1, 2, 3] == [2, 3]
test2 = null $ foo []

但出现以下错误：

No instance for (Ord a0) arising from a use of ‘foo’
    The type variable ‘a0’ is ambiguous
    Note: there are several potential instances:
      instance (Ord a, Ord b) => Ord (Either a b)
        -- Defined in ‘Data.Either’
      instance forall (k :: BOX) (s :: k). Ord (Data.Proxy.Proxy s)
        -- Defined in ‘Data.Proxy’
      instance (GHC.Arr.Ix i, Ord e) => Ord (GHC.Arr.Array i e)
        -- Defined in ‘GHC.Arr’
      ...plus 26 others
    In the second argument of ‘($)’, namely ‘foo []’
    In the expression: null $ foo []
    In an equation for ‘test2’: test2 = null $ foo []

问题出在表达式上test2 = null $ foo []。此外，Ord a从 的类型定义中删除约束foo将解决问题。奇怪的是，null $ foo []在交互模式下输入（在加载 的定义之后foo）工作正常并产生预期的true.

我需要对这种行为做出明确的解释。

Answer 1

我喜欢在“字典传递风格”中考虑类型类。签名

foo :: Ord a => [a] -> [a]

说这foo需要一个方法字典Ord a，本质上作为一个参数，和一个as的列表，并返回一个as的列表。字典里有像(<) :: a -> a -> Bool和它的表亲一样的东西。当我们调用 时foo，我们需要提供这样一个字典。这是由编译器隐式完成的。所以

foo [1,2,3]

将使用Ord Integer字典，因为我们知道a是Integer。

但是，在 中foo []，列表可以是任何内容的列表——没有确定类型的信息。但是我们仍然需要找到Ord要传递给的字典foo（尽管您foo根本不使用它，但签名说它可以，这才是最重要的）。这就是为什么会出现模棱两可的类型错误。您可以手动指定类型，这将提供足够的信息来填写字典，像这样

null (foo ([] :: [Integer]))

或使用新TypeApplications扩展名

null (foo @Integer [])

如果您删除Ord约束，它会起作用，正如您所观察到的，这只是因为我们不再需要提供字典。我们不再需要知道a要调用什么特定类型foo（这对我来说有点神奇：-）。

请注意，这foo ([] :: Ord a => [a])并不能消除歧义，因为不知道Ord要传递哪个特定字典；是Ord Int还是Ord (Maybe String)等等？有没有通用的Ord字典，所以我们要选择，有没有什么类型在这种情况下，选择规则。而当您说 时(Ord a, Num a) => [a]，则默认指定了一种选择方式，我们选择了Integer，因为它是Num该类的特例。

这一事实foo []在作品ghci是由于ghci的扩展的默认规则。一般而言，关于类型默认值的阅读可能值得一读，这肯定不是 Haskell 最漂亮的部分，但它会在您询问的各种极端情况下出现很多。