Haskell 中的“模式匹配”类型

Question

我想要一个函数f作为Ints的增量和所有其他类型的标识。我尝试启用TypeApplications扩展并以最直接的方式执行此操作：

f :: forall a. a -> a
f @Int x = x + 1
f @_   x = x

但是扩展并没有启用这样的模式：

<interactive>:6:1: error: Parse error in pattern: f @Int

Haskell 中是否有类型（或类似机制）的模式匹配？

Answer 1

如前所述，这在 Haskell 中是不可能实现的，因为它会违反称为“参数性”的参数多态性的基本属性之一，它确保任何多态函数满足称为“自由定理”的特定属性。

特别是，类型的终止函数forall a. a -> a必须是身份。没有其他可能的实现。

话虽如此，如果我们允许对 type 进行约束a，这将成为可能。通常，运行时类型测试是通过Typeable类型类在 Haskell 中完成的：

f :: forall a. Typeable a => a -> a
f x = case eqT @a @Int of    -- Is a ~ Int ?
   Just Refl -> x + 1        -- If it is, we can add one.
   Nothing   -> x            -- Otherwise, return x as-is.

这需要一堆 GHC 扩展，并导入Data.Typeable.

Answer 2

有，但你不能像在计算级别那样有一个贯穿模式。也就是说，在计算层面，我可以写

f 0 = 42
f n = n-1

一起一落，通过模式n的作品正是当没有其他模式的匹配。在类型级别，您不能这样做——甚至嵌套在其他模式中。你可以有一个匹配任何东西的模式，但不能匹配“其他任何东西”——如果你匹配任何东西，你就不能有任何其他模式。

因此，一旦您拥有要与之匹配的模式集合，就可以编写类型类和实例。所以，如果你想支持Int，Bool和列表，你可以写：

class F a where f :: a -> a
instance F Int where f = succ
instance F Bool where f = id
instance F [a] where f = id

最后一个例子展示了我之前的意思，你可以有一个匹配任何东西的模式，但不能匹配“其他任何东西”的模式：[a]是一个很好的实例，但它排除了以后创建[Bool]实例的可能性。