通过`coerce`方法进行类型转换的角色及其令人困惑的行为

Question

我有一个类型Id a，我试图防止意外强制转换，例如将Id Double 转换为 Id Int。

如果我正确理解类型的角色，以下代码不应该编译。

{-# LANGUAGE RoleAnnotations #-}
import Data.Coerce (coerce)

type role Id nominal
newtype Id a = Id String

badKey :: Id Int
badKey = coerce (Id "I point to a Double" :: Id Double)

不幸的是，它确实会：

Prelude> :load Id.hs
[1 of 1] Compiling Main             ( Id.hs, interpreted )
Ok, one module loaded.
*Main> :type badKey
badKey :: Id Int

我对类型角色有什么不理解的吗？

- Fried Brice

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Id 中的 a 是一个幽灵变量，对内部实际值没有影响。如果你有 newtype Id a = Id a，那么强制转换就会失败。 - lehins

@lehins type role 的目的是使其不成为这种情况。这个问题在问为什么它没有起作用。 - Joseph Sible-Reinstate Monica

Answer 1

Coercible有三种可能的实例"类型"（由编译器自动生成，而不是用户定义）。只有其中的一种实际上受到roles的影响。

• 每个类型都可以强制转换为自身。
• 您可以在类型构造函数下进行强制转换，前提是受影响的类型变量是representational或phantom。例如，您可以将Map Char Int强制转换为Map Char (Data.Monoid.Sum Int)，因为对于Map，我们有type role Map nominal representational。
• 您始终可以将新类型强制转换为基础类型，反之亦然，前提是新类型构造函数在作用域内。这忽略了所有角色！理由是，假设构造函数可用，您始终可以手动包装和解包，因此角色不会给您带来任何安全性。

在你的例子中，第三条规则适用。如果新类型定义在另一个模块中且构造函数未被导入，则强制转换将失败（要使其再次正常工作，您需要将角色切换为phantom）。

新类型的某些令人惊讶的特殊行为在这个 GHC问题中得到解释。

- danidiaz