为什么这个函数签名无法通过类型检查？

Question

为什么extractEither无法通过类型检查？

data MyEither a b = MyLeft a | MyRight b
                    deriving (Read, Show)

extractEither :: MyEither a b -> c
extractEither (MyLeft p) = p

编译器显示：

Couldn't match type `a' with `c'
  `a' is a rigid type variable bound by
      the type signature for extractEither :: MyEither a b -> c
      at /Users/tongmuchenxuan/playground/test.hs:5:1
  `c' is a rigid type variable bound by
      the type signature for extractEither :: MyEither a b -> c
      at /Users/tongmuchenxuan/playground/test.hs:5:1
In the expression: p
In an equation for `extractEither': extractEither (MyLeft p) = p

C语言中的`c'不是足够通用，可以捕捉任何类型吗？

- M. Tong

Answer 1

不，c是“调用者希望函数返回的任何类型”，即对于一个函数f :: a -> c，无论是f x + 1 :: Int，还是putStr $ f x，以及main = f x，都需要可以实现。但你的函数显然不允许这样做。

您想要的是返回动态类型。Haskell故意不像其他一些语言那样轻松地允许这样做，因为当返回类型是意外类型时，它明显会很容易导致运行时错误。有各种方法可以实现它，但选择哪种取决于您实际需要它的用途。您能提供一些上下文吗？最好的解决方案可能并不使用动态类型，而是使用更符合Haskell习惯的东西。

也许您想要的只是：

extractEither :: MyEither a a -> a
extractEither (MyLeft p) = p
extractEither (MyRight p) = p

这需要"两边"的类型相同。

- leftaroundabout

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谢谢。你们两位的回答都很清晰，解决了我的难题！ - M. Tong

实际上，这个问题并不预设动态类型，而只是子类型和向上转型，据我所知可以进行静态检查。然而，Haskell却没有这些功能。 - Luis Casillas

Answer 2

基本上，你的类型签名表示你的函数可以针对每个 a 和 b 返回任何类型的值 c，但实际上，根据编译器的提示，此处不可能产生任何这样的 c 值，因为您实际上返回了一个类型为 a 的值（即 p :: a）。

此外，您的定义仍未处理 MyEither a b 不是 Left a 的情况。例如，当您调用 extractEither（MyRight 1） 时，它应该做什么？如果您尝试运行这样的函数（当然，在更正类型签名之后），您可能会遇到所谓的“非全面模式”异常，这意味着没有 extractEither 的主体定义来处理一些可能的输入模式。

如果您正在尝试编写一个单个函数，既适用于提取 MyLeft 值，也适用于提取 MyRight 值，那么我恐怕您应该改变您的想法。为了提取任何左侧或右侧的值，您应该在两侧具有相同的类型（即 MyEither a a），这并不是很有用。

您应该考虑编写以下功能来提取值。在这里，我返回 Maybe 以避免在尝试从右值中提取左值时管理调用 error 的负担：

extractMyLeft :: MyEither a b -> Maybe a
extractMyRight :: MyEither a b -> Maybe b

编辑： 另外，请参考dblhelix的答案，他提出了另一种可能有用的重构方式，可以几乎获得您所寻找的类型签名。

- Riccardo T.

Answer 3

除了Riccardo的回答之外：如果你想要一个函数，能够从MyEither值中提取出某种类型c的值，无论它是由MyLeft还是MyRight构建的，你可以让该函数不要求该值具有MyEither c c类型，而是“指导”该函数如何从任一侧获取一个以c为类型的值。

extractEither :: (a -> c) -> (b -> c) -> MyEither a b -> c
extractEither f g (MyLeft x)  = f x
extractEither f g (MyRight y) = g y

也就是说，extractEither现在需要两个额外的参数f和g：这些函数用于将提取的值转换为所需类型的值。

这是处理和求和类型一起工作时非常常见和有用的习惯用法。

- Stefan Holdermans

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我会在我的回答中添加一行来引用你的。+1 :) - Riccardo T.

谢谢。但在这种情况下，我必须指定f和g，对吗？有没有一种方法只指定其中一个并说“我不关心另一个是什么”? 就像匹配模式中的_一样。 - M. Tong

是的，你可以：extractEither undefined id (MyRight 3.14)，但是你最好确定不要提供使用 MyLeft 构建的值。 ;) - Stefan Holdermans

值得注意的是，extractEither 在 Data.Either 中被定义为 either。 - Tilo Wiklund

值得注意的是，它的类型对应于逻辑析取的消除规则：“如果‘a’成立，则如果‘b’成立，则如果‘a’或‘b’成立，则‘c’成立。”具有终止函数的通用类型对应于逻辑重言式。与问题中的原始类型进行比较：“如果‘a’或‘b’，则‘c’”（例如，“如果乔治·华盛顿是美国第一任总统或斯大林格勒德战役始于1942年，则拿破仑·波拿巴射杀了约翰·F·肯尼迪”）。 - Luis Casillas

Answer 4

extractEither :: MyEither a b -> c
extractEither (MyLeft p) = p

“c”不是足够通用以捕获任何类型吗？

你所提出的直觉适用于面向对象语言或其他具有子类型的语言，但不适用于Haskell或其他参数化类型系统（例如Java泛型）。请看Java中的这个方法签名：

public Object blah(Foo whatever);

此方法返回Object，这是层次结构中最高的类型。这意味着该方法的实现可以选择返回任何类型，并且它将被轻松地向上转换为Object。

Haskell类型不是这样工作的。你在想你的extractFilter可以返回p，因为你暗示地假设你，也就是extractEither的作者，可以选择用于c的类型，就像blah的作者可以选择结果的运行时类型一样。但在Haskell中，情况正好相反：你的函数调用者可以选择用于a、b和c的类型，并且他们可以选择不兼容的a和c。如果我选择任何a≠c，那么你无法编写任何终止代码来将我的任意a转换成我的任意c。

- Luis Casillas