Haskell类型是否可以通过强制转换与它们的C语言对应类型相同？

Question

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我该如何确定在给定平台上Haskell类型是否具有等效的Coercible实例？

我刚刚听说了GHC 7.8中的Coercible，这似乎很棒。在这种情况下，我想解决我的具体问题同样好的一个问题是：是否有一种方法可以询问GHC关于哪些类型对a、b存在Coercible a b实例（在当前平台上）？

我认为，对于coerce :: Coercible a b => a -> b在编译器和平台无关的程序中发挥作用，人们需要知道是否存在给定平台上的Coercible a b实例，最好是在编译时知道，但也可能需要在编写代码时明确指出，并使用较慢的非空操作回退（通过CPP，我猜测）。

后续问题：GHC提供一个函数是否有意义？

coerceOrConvert :: (a -> b) -> a -> b

具有以下属性：coerceOrConvert f为

我意识到这对于普通类型类来说几乎没有意义，但是Coercible似乎远非普通，所以很难说......

- gspr

1个回答

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原文链接

- J. Abrahamson · Accepted Answer

通常在 Haskell 中处理的强制类型转换有两种方式：通过 newtype 和 Coercible 实现的表示相等，以及通过 Typeable 实现的有关类型变量的新信息。第二种类型与运行时表示几乎没有关系，因此我将只描述 Coercible/newtype 机制。

这是一个保证 newtype 仅更改类型信息而不更改底层表示的机制，因此如果我们有（标准示例）：

newtype Age = Age { unAge :: Int }

那么我们应该有信心，像这样的事情

instance Num Age where
  Age a + Age b = Age (a + b)
  ...

在 Int 上，(+) 和 Age 的速度是完全一样的，即在幕后没有指针间接操作。实际上，GHC 在这里毫不费力地消除了 Age 构造器。然而，当我们想要执行类似下面的操作时，就会面临挑战：

map Age :: [Int] -> [Age]

自从Int和Age在结构上完全相同，这也应该是一个无操作，我们所要做的就是在编译时满足类型系统，然后在运行时丢弃map Age。不幸的是，这并不是情况，因为即使在每个阶段什么也不做，map仍将遍历我们的列表。

在许多newtype被抛出但我们也希望GHC生成最紧凑的编译代码的情况下，您可能会看到（危险，小心）使用unsafeCoerce。

unsafeCoerce :: [Int] -> [Age]

在这种情况下，unsafeCoerce是“安全”的，因为我们知道这两种类型在运行时是相同的。此外，由于unsafeCoerce纯粹在类型级别上操作，并且在运行时是真正的无操作，所以与map Age不同，unsafeCoerce 真的是一个O(0)强制转换。

但它非常危险。

Coercible希望通过允许实例化来解决这个问题，例如：

instance Coercible a b => Coercible [a] [b] where coerce = unsafeCoerce

因此，Haskell类型类机制允许仅在安全情况下使用coerce，而不像unsafeCoerce那样。为确保这一点，不能构建恶意的Coercible实例。为此，所有Coercible实例都是由编译器基于对newtype的使用构建的。

最后需要注意的是，当你真正深入了解Coercible的工作原理时，你必须理解新的Haskell角色系统，该系统允许开发人员注释是否应允许强制转换newtype。这在[Coercible类的文档]中明确概述（http://www.haskell.org/ghc/docs/7.8.1-rc2/html/libraries/base-4.7.0.0/Data-Coerce.html）。