在 do 块中对两种不同类型调用多态函数时出现类型错误

Question

真的不知道这里发生了什么。我不是 Haskell 新手，

我只是想调用我在两种不同类型上定义的多态函数，编译器抱怨第二个函数调用，因为该类型与我第一次调用它时不同。

main :: IO ()
main = do
    appData <- initializeAppData
    let log = getDebugPrint appData :: Show a => PrintLevel -> a -> IO ()
    log Log "My Game"
    log Debug appData

我收到以下错误

/home/lianne/game/my-game/app/Main.hs:12:15: error:
• Couldn't match type ‘AppData’ with ‘[Char]’
  Expected: String
    Actual: AppData
• In the second argument of ‘log’, namely ‘appData’
  In a stmt of a 'do' block: log Debug appData
  In the expression:
    do appData <- initializeAppData
       let log = ...
       log Log "My Game"
       log Debug appData

如果我切换最后两行，以便它在“我的游戏”之前记录 appData ，那么它会显示预期的 AppData，而实际类型是 String。

为了清楚起见，我添加了 let 上的类型定义，看看它是否会强制多态性。 getDebugPrint 函数也有一个类型定义。

我正在使用 stack 和 ghc 8.8.1

是因为它是在 do 块中定义的吗？

Answer 1

这就是单态限制。

有关单态限制的更详细讨论，请参阅它的优秀标准问题：什么是单态限制？

但或多或少它说的是：如果一个绑定定义时没有任何语法参数（无论它的类型是否表明它有参数），并且没有显式的绑定的类型签名，则任何具有类型类约束的类型变量都必须解析为单一类型（满足约束）。

let log = getDebugPrint appData :: Show a => PrintLevel -> a -> IO ()

let log = ... 在语法上是一个简单的变量绑定，没有为参数指定显式名称。所以这个条件适用。

但是“无显式类型签名”规则又如何呢？您在那里写道您想要类型 Show a =>;打印级别->一个-> IO()，那么给出了什么？

您编写的方式实际上没有为变量log提供类型签名。相反，您为表达式 getDebugPrint appData 提供类型注释，这不是同一件事。 log 可以被赋予作为右侧类型实例化的任何类型，它不必完全相同。¹

因此，既然您没有给出变量 log 本身的类型，编译器必须推断出一个类型。这样做时，它将应用单态限制，这意味着它不能推断Show a =>;打印级别->一个-> IO();由于类型变量 a 受到 Show a 的约束，因此它必须实例化为特定的具体类型。它会查看您使用 log 来选择一个的位置，因此，如果您仅在单一类型上使用它，那么一切都会正常工作。但第一个调用 log Log "My Game" 要求它选择 String，第二个调用要求它选择 AppData。显然它选择了String，然后抱怨另一个调用不匹配；我不确定它是否总是根据第一次使用进行选择，或者是否是任意的，但这并不重要。

修复它的最简单方法是将您编写的类型放入 log 的类型签名中，而不是表达式的类型注释中（无论如何，这确实是您有兴趣修复类型的原因），就像这样：

main :: IO ()
main = do
    appData <- initializeAppData
    let log :: Show a => PrintLevel -> a -> IO ()
        log = getDebugPrint appData
    log Log "My Game"
    log Debug appData

至于为什么你以前从未遇到过这个问题，你应该能够从我上面的描述中看到，必须有几个因素才能导致这个问题：

1. 如果你只使用单一类型的绑定，无论如何，编译器都会根据使用情况推断出正确的单态类型。
2. 如果在多种类型中使用的类型变量没有类约束，则单态性限制不适用。
3. 如果您的绑定中有显式语法参数，则单态限制不适用。
4. 在 GHCi 中，默认情况下 NoMonomorphismRestriction 扩展处于活动状态（从 GHC 8 左右开始，IIRC），这会禁用单态限制。因此，您在解释器中尝试的任何操作都不会出现此问题。

因此，这很可能是该编码模式第一次同时触发所有条件。

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¹ 如果您认为这很愚蠢，请考虑一下：

x :: Int
x = 1

如果您无法在右侧使用更通用的表达式来定义特定类型的变量，则该变量将无效，如 1 自然具有类型 Num a =>;一个。