Haskell子类和实例重叠

Question

来自OOP世界，有时我会发现自己试图在Haskell中使用继承模式，并取得不同程度的成功。这是我在子类中遇到的一个小难题（使用GHC 8.10.7）。

{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}
{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses #-}
{-# LANGUAGE UndecidableInstances #-}

import Data.List (sort)

class Collection c a where
    -- gets list of elements in the collection
    elements :: c a -> [a]

class OrderedCollection c a where
    -- gets sorted list of elements in the collection
    orderedElements :: c a -> [a]

instance (Ord a, OrderedCollection c a) => Collection c a where
    -- "default" implementation
    elements = orderedElements

newtype SortedList a = SortedList [a]
    deriving Show

instance (Ord a) => OrderedCollection SortedList a where
    -- need to sort the elements in the list
    orderedElements (SortedList xs) = sort xs

instance Collection SortedList a where
    -- "optimized" implementation: no need to sort
    elements (SortedList xs) = xs

test :: (Ord a, Show a, OrderedCollection c a) => c a -> IO ()
test coll = do
    putStrLn $ "ordered elements: " ++ show (orderedElements coll)
    putStrLn $ "elements:         " ++ show (elements coll)

myList :: SortedList Int
myList = SortedList [3, 2, 1]

main :: IO ()
main = do
    test myList

在包含必要的语言扩展之后，这仍然给了我一个错误：由使用“元素”引起的集合的重叠实例。它建议使用incherentInstances。由于现在将此扩展名不推荐使用，因此我在子类实例中添加了一个Incoherent pragma：

instance {-# INCOHERENT #-} (Ord a, OrderedCollection c a) => Collection c a where
...

成功编译的 pragma。但是，结果不是我所期望的，而是输出是：

ordered elements: [1,2,3]
elements:         [1,2,3]

我想要的是用于Collection> for sortedlist的专门实现，以覆盖默认值（以OO语言为OO语言，sortedlist将从orderedCollection继承，然后覆盖Elements方法）。但是在这里，类型的检查器不知道使用sortedlist的自定义collection实现，因为test> test的类型签名仅强加约束订购Collection c a。

接下来，我尝试添加Collection约束：

test :: (Ord a, Show a, Collection c a, OrderedCollection c a) => c a -> IO ()

这给了我想要的输出：

ordered elements: [1,2,3]
elements:         [3,2,1]

但是，GHC还发出了有关“脆弱的内部绑定”的警告，并建议我添加Monolocalbinds>扩展，这使警告保持沉默。无论如何，我都不需要包括collection c a约束（给定droundedcollection c a），或者必须使用不连贯的实例。

有趣的是，如果我将不连贯的 pragma更改为重叠，它仍会编译，它也使我可以删除MonoLocalBinds。

我的问题是，是否有其他方法可以在这里实现所需的“继承”行为，而无需在test中需要冗余约束？

Answer 1

写这篇文章时：

instance ... => Collection c a where

您正在声明集合实例所有类型。而且，脂肪箭头=＆gt;的左侧什么都没有关系。约束不参与实例分辨率。当编译器试图查找特定类型的实例时，它仅查看fat Arrow =＆gt;的右侧的内容，并且只有在找到匹配的实例后，才会检查其约束是否为使满意。如果不是，则编译器将不会回去寻找另一个实例。这就是实例解决方案的工作方式，并且有充分的理由。

因此，要重申：集合C A表示这是 ach aultess 的实例。

因此，您可能声明的任何后续集合实例当然都会重叠。

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值得庆幸的是，在此特殊情况下，有一种更好的方法：您可以在不创建这样的通用实例的情况下声明默认方法。为此，请在类声明中声明该方法。是的，您也可以在上面加上约束（请参阅 docs ）：

class Collection c a where
    -- gets list of elements in the collection
    elements :: c a -> [a]
    default elements :: OrderedCollection c a => c a -> [a]
    elements = orderedElements

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但是更一般而言，虽然类型类加上存在量化在技术上等同于OOP式类别的层次结构，但如果您尝试实际建模这样的域，但它会越来越尴尬和痛苦进一步。这有点像试图在Java之类的东西中建模ADT。从技术上讲是可能的，但是哦，太混乱了！

在某些合法情况下，类层次结构可能是有道理的（一个值得注意的例子是GHC异常系统），但是大多数时候 都有更简单的方法。