将约束文字分配给多态变量

Question

在学习 Haskell 时，从第一原理开始使用 Haskell 编程发现了一个令我困惑的练习。

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这是简短的版本：

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For the following definition:\n   a) i :: Num a => a\n      i = 1\n   b) Try replacing the type signature with the following:\n      i :: a\n

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替换给我一个错误：

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error:\n    \xe2\x80\xa2 No instance for (Num a) arising from the literal \xe2\x80\x981\xe2\x80\x99\n      Possible fix:\n        add (Num a) to the context of\n          the type signature for:\n            i\' :: forall a. a\n    \xe2\x80\xa2 In the expression: 1\n      In an equation for \xe2\x80\x98i\'\xe2\x80\x99: i\' = 1\n   |\n38 | i\' = 1\n   |      ^\n\n

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我或多或少清楚 Num 约束是如何产生的。\n不清楚为什么分配1给多态变量i\'会产生错误。

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为什么这有效：

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id 1\n

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而这个则没有：

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i\' :: a\ni\' = 1\nid i\'\n

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如果没有问题，是否可以将更具体的值分配给不太具体的值并丢失一些类型信息？

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Answer 1

这是一个常见的误解。您可能会想到，在 OO 类语言中，

class Object {};

class Num: Object { public: Num add(...){...} };

class Int: Num { int i; ... };

然后您就可以使用一个Int值作为需要参数的函数的参数Num，或者Num使用一个值作为需要Object.

但这根本不是 Haskell 类型类的工作方式。Num不是一类值（例如，在上面的示例中，它是属于其中一个子类的所有值的类）。相反，它是代表特定类型数字的所有类型的类。

那有什么不同呢？嗯，像这样的多态文字1 :: Num a => a不会生成特定的Num值，然后可以将其向上转换为更通用的类。相反，它希望调用者首先选择要在其中呈现数字的具体类型，然后立即以该类型生成数字，然后类型永远不会改变。

换句话说，多态值具有隐式类型级参数。谁想用谁就用i需要在双方都同意的情况下这样做

1. 明确什么类型a应该使用（它不一定需要在那里修复：调用者本身也可以是一个多态函数。）
2. 编译器可以证明这个类型a有一个Num实例。

在 C++ 中，Haskell 类型类/多态文字的类似物不是[子]类及其对象，而是模板受限于某个概念的

#include <concepts>

template<typename A>
concept Num = std::constructible_from<A, int>; // simplified

template<Num A>
A poly_1() {
  return 1;
}

现在，poly_1可用于任何需要满足该Num概念的类型的设置，即特别是以下类型：constructible_from，int但不能在需要某种其他类型的上下文中使用。

（在较旧的 C++ 中，这样的模板只是鸭子类型，即它并不明确需要设置，Num但编译器会尝试按原样使用它，然后在注意到1无法转换为指定类型。）