具有RankNTypes的newtype

Question

如果我想声明一个 newtype，以便该值的类型受限于必须具有某个类型类的实例，似乎可以使用以下方法：

```haskell newtype MyType a = MyType {unMyType :: a} deriving (SomeTypeclass) ```

```haskell newtype MyType a = MyType {unMyType :: a} deriving (SomeTypeclass) ```

{-# LANGUAGE RankNTypes #-}

newtype ShowBox = ShowBox (forall a. Show a => a)

GHC可以很好地编译它，但是当我尝试使用ShowBox时，出现了问题。

ShowBox "hello"

我遇到了编译器错误。

<interactive>:1:18:
    Could not deduce (a ~ [Char])
    from the context (Show a)
      bound by a type expected by the context: Show a => a
      at <interactive>:1:10-24
      `a' is a rigid type variable bound by
          a type expected by the context: Show a => a at <interactive>:1:10
    In the first argument of `ShowBox', namely `"hello"'
    In the expression: ShowBox "hello"
    In an equation for `a': a = ShowBox "hello"

有没有办法让这个工作？

- purefn

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这个量化是否意味着你认为的意思？我真的不确定，我自己也不确定。我在想它可能意味着 ShowBox 只能应用于精确类型为 Show a => a 的值。我非常想知道这个问题的答案。 - Daniel Pratt

Answer 1

你向编译器承诺，在ShowBox中放置的值将具有类型forall a. Show a => a。这种类型只有一种可能的值，即_|_。我认为你可能想要存在类型，它看起来相似，但意义非常不同。

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}

data ShowBox = forall a. Show a => ShowBox a

这必须使用 data 来完成，而不是 newtype。在此情况下，模式匹配构造函数是将 Show 实例引入范围的原因。由于 newtype 没有运行时表示，因此它们没有存储多态证明的存在量化意味着的位置。

- Carl

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换句话说，@user1279710的ShowBox中要放入能够是Show的任何实例，但他尝试放入了一个特定的Show实例。(暂停主题切换)在这种情况下，类型为forall a. Show a => a的唯一值是_|_，因为Show类型类不包括构造实例类型值的任何方法，只包括消费它们的方法。 - Daniel Wagner

编译器如果能给出警告，比如“无用的数据声明：Show a => a：只能由_|_占位符填充”，那就太好了。 - Dan Burton

好的，我明白了。我希望有一种不需要装箱就能实现这个的方法，但我看到这并不是真正可能的。谢谢。 - purefn

@purefn：装箱很重要。对于有类限制的存在类型，在装箱实际上会将类字典存储在运行时。这就是使用该类所必需的，而不仅仅是在构造时受到限制。 - Carl

请注意，这个 ShowBox 本质上与 String 相同。在许多情况下，存在类型可以简化为更简单、具体的类型；寻找这些机会，它们可能会简化您的代码库。 - luqui

Answer 2

好的，你的Show构造函数具有以下类型：

Show :: (forall a. Show a => a) -> ShowBox

您正在尝试将此函数应用于类型[Char]，该类型不属于forall a. Show a => a类型，因为a是“Skolem变量”，只能在非常严格的规则下与另一种类型统一（其他人可以比我更好地解释这一点）。

您确定以下内容不是您想要的内容（除了data vs. newtype）吗？ 为什么要在构造函数中限定forall的范围？

-- Show :: Show a => a -> ShowBox
data ShowBox = forall a. Show a => Show a

- Luis Casillas