Question

为什么这段代码正确

instance Functor IO where -- note that IO isn't parametrized, and it's correct
    fmap f action = do
        result <- action
        return (f result)

但以下代码有编译错误？

class Print a where
    print :: a -> String

data A t = A t
instance Print A where  -- error: expecting one more argument to `A'
    print a = "abc"

Answer 1

这是因为kinds不匹配。常规类型具有类型*，而类型构造函数（例如A或IO）具有类* -> *，表示它们需要类型参数才能返回类型。

在Print类的定义中，编译器推断由于a用作普通类型，因此它必须具有类*。但是，Functor适用于类* -> *的类型构造函数：

class Functor f where
  fmap :: (a -> b) -> f a -> f b

这里，f不是用作普通类型，而是用作类型构造函数，因此推断类型为* -> *。您可以使用GHCi中的:kind命令验证这一点：

> :kind Print
Print :: * -> Constraint
> :kind Functor
Functor :: (* -> *) -> Constraint

Answer 2

当你说

时

class Print a where
   print' :: a -> String

您确保a必须是一种类型，但是当您说

时

data A t = A t

您使A成为类型构造函数 - A不是类型，但例如A Int。 A是一种关于类型的函数，但Print类中的a必须是类型值，而不是类型函数。

你可以做到

instance Print (A Int) where
  print' a = "abc"

IO没关系，因为Functor类要求输入类型构造函数。

class Functor f where
  fmap :: (a -> b) -> f a -> f b

您可以看到，由于f a是一种类型，f是一种类型构造函数，就像IO和A一样。你将能够做到

instance Functor A where  -- OK, A is a constructor, Functor needs one
  fmap f (A x) = A (f x)

你将无法做到

instance Eq IO where -- not OK - IO is a constructor and Eq needs a type
    (==) = error "this code won't compile"

（我使用了print'代替print来避免与标准函数print发生冲突。）

Answer 3

在心理上（或使用文本编辑器）尝试使用您在实例中使用的类型填写类定义中给出的类型。

自：

class Print a where
    print :: a -> String

和

data A t = A t

我们想要

instance Print A

所以，在类型类定义中用a替换A我们说的是一个实例，我们得到了这个：

class Print A where
    print :: A -> String

糟糕， A -> String作为一种类型没有意义，因为函数类型箭头左侧是一个类型，右侧是一个类型，并为您提供函数类型。但A不是类型，因为您使用A声明了data A t; A t是任何类型t的类型，但A是类型构造函数。如果将它应用于类型，它可以创建一个类型，但A本身是不同的。因此，您可以A t成为Print的实例，而不是A本身。

为什么instance Functor IO有效？让我们看一下类定义：

class Functor f where
    fmap :: (a -> b) -> f a -> f b

现在让我们尝试用IO代替f：

class Functor IO where
    fmap :: (a -> b) -> IO a -> IO b

IO s最终应用于类型参数，因此一切正常。如果我们尝试将Int或A t这样的具体类型设为Functor的实例，我们就会遇到问题。

为什么我不能使用这种非参数化类型创建实例？

3 个答案: