Control.Lens中的"Illegal polymorphic or qualified type"是指非法的多态或限定类型。

Question

我正在使用 Control.Lens。我正在编写的实际函数相当复杂，但是为了这个问题，我将其简化为一个最小的失败示例：

import Control.Lens    

exampleFunc :: Lens s t a b -> String
exampleFunc _ = "Example"

这段代码编译失败，会出现以下错误信息：

Illegal polymorphic or qualified type: Lens s t a b
Perhaps you intended to use -XRankNTypes or -XRank2Types
In the type signature for `exampleFunc':
  exampleFunc :: Lens s t a b -> String

为什么这是非法的？它看起来与以下内容非常相似，后者确实可以编译：

import Data.Maybe

exampleFunc' :: Maybe (s, t, a, b) -> String
exampleFunc' _ = "Example"

所以我认为区别在于 Lens 的定义。但是，Lens 类型中的什么使得 exampleFunc 的类型不合法呢？我有一种隐隐的感觉，这与 Lens 定义中的 Functor 限定有关，但我可能错了。参考此处 Lens 的定义：

type Lens s t a b = forall f. Functor f => (a -> f b) -> s -> f t

那么，我需要在exampleFunc的定义中以某种方式满足Functor限制吗？如果是这样，怎么做呢？我没有看到在我的类型签名中声明此约束的机会。或者我可能走错了路，我的问题与Functor限制无关。

我已阅读了所有我能找到有关“非法多态等”错误消息的Stack Overflow问题。也许这是因为我不熟悉Haskell，但我看不出这些问题中任何一个适用于我的当前情况。

我也没有找到任何关于该错误消息在一般情况下表示什么的文档。

- rlkw1024

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RankNTypes是编译器建议开启的扩展之一。对于许多其他扩展来说也是可以的，但对于OverlappingInstances和IncoherentInstances可能不太适用。 - leftaroundabout

Answer 1

Lens使用二阶类型，您需要将其放在箭头左侧，以使用任何类似这样的镜头类型，因此，您必须使其合法才能发出类似以下内容的语言

(forall a. foo) -> bar

你也可以使用以下方法完成，

与此相同

{-# LANGUAGE RankNTypes #-} -- Rank2Types is a synonym for RankNTypes

在你的文件顶部加入这个语句。如果没有它，使用镜头类型的同义词甚至是非法的，因为它们使用了必须启用的语言部分。

- Daniel Gratzer

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这不是负位置的意思。例如，在 (a -> r) -> r 中，a 出现在正位置。 - Ben Millwood

@BenMillwood 这是一个简化版本，是的，负数和正数位置的行为类似于乘法，即负数位置的负数位置是正数位置。但对于这个实例，我觉得简化的描述已经足够了。 - daniel gratzer

Answer 2

exampleFunc 无法编译，因为Lens类型同义词是多态的，并且出现在签名中被称为“负位置”，也就是在 -> 左侧。

即使没有使用RankNTypes，您仍然可以在类型签名中使用Lens。这个类型检查通过了。

import Control.Lens

lensy :: Lens' (a,b) a 
lensy = _1

但是这样无法通过类型检查：

oops :: Lens' (a,b) a -> Int
oops = const 5 

为什么？同样的原因，没有使用RankNTypes也无法通过类型检查：

{-# LANGUAGE ExplicitForAll #-}

fails :: (forall a. a -> Int) -> Int
fails = undefined

这里的forall在负位置，仅涵盖a -> Int。它是fails的实现，而不是fails的调用者，后者选择a的类型。调用者必须提供适用于所有a的参数函数。这个特性需要RankNTypes扩展。

当forall覆盖整个签名（例如在孤立定义Lens时）时，不需要RankNTypes。此代码段通过类型检查：

{-# LANGUAGE ExplicitForAll #-}

typechecks :: forall a. (a -> Int) -> Int
typechecks = undefined

但是这个函数与之前的不同，因为这里是调用者选择a的类型。他可以传递一个只针对特定a工作的参数函数。 exampleFunc'之所以有效，是因为当没有指定forall时，每个变量都有隐式的foralls，范围覆盖整个签名。

哈斯克尔邮件列表中的这个解释可能会有用。

- danidiaz