根据类型为泛型函数提供不同的函数体

Question

假设我有一些泛型函数，

genericFunc :: a -> b
genericFunc x = doSomeHardWork

但对于特定类型，有一种更有效的方法可以完成genericFunc。

genericFunc :: ParticularType -> b
genericFunc x = doSomeEasyWork

将这两个函数体组合到同一个 genericFunc 中的最佳方法是什么，这样当在 PspecialType 上使用时，它将 doSomeEasyWork，但是当用在其他类型上，它会doSomeHardWork吗？我特别排除使用不同名称或不同模块的选项。

我相信这可以通过类型类来完成，但我对使用语言编译指示的解决方案更感兴趣。我有一种模糊的感觉，这可以通过语言实用来完成，但我不知道如何做。如果您比较和对比这些方法和/或任何其他可能的方法，则会获得加分。

Answer 1

这可以通过在类定义中定义通用方法并在实例中覆盖它来使用类型类来完成。被覆盖的函数将始终被使用。

class ContainsInt c where
  toList :: c -> [Int]

  -- generic function
  elem :: Int -> c -> Bool
  elem n x = Prelude.elem n (toList x)

instance ContainsInt () where
  toList _ = []

  -- Override the generic function for type ()
  elem _ _ = False

GHC 支持的另一种方法是使用重写规则。重写规则告诉 GHC 只要有可能就用另一个表达式替换一个表达式。如果替换的类型错误，则不会完成，因此您可以使用它来用专门的版本替换函数。重写规则由 {-# RULES #-} 编译指示给出。

class ContainsInt c where
  toList :: c -> [Int]

elem :: ContainsInt c => Int -> c -> Bool
elem n x = Prelude.elem n (toList x)

-- Replace 'elem' by 'elemUnit' if it has the same type
{-# RULES "elem()" forall. elem = elemUnit #-}

elemUnit :: Int -> () -> Bool
elemUnit _ _ = False

重写规则由编译器自行决定执行，因此在任何给定情况下可能会或可能不会调用专用函数。例如，重写可能取决于编译器是否决定内联函数：

foo :: ContainsInt c -> Int -> [c] -> [Bool]
-- Must use the generic function
foo n cs = map (elem n) cs

useFoo :: Int -> [()] -> [Bool]
-- If 'foo' is inlined and 'elem' is not inlined, then this function will contain a rewritable call to 'elem'.
-- Otherwise rewriting cannot happen.
useFoo n cs = foo n cs

Answer 2

对于 GHC，您可以使用 规则编译指示。

{-# RULES "genericFunc/easy" genericFunc = doSomeEasyWork #-}

只要类型匹配，这就会应用重写规则，否则使用通用实现。