具有多个参数的Haskell和TypeClass

在编写相互继承的类型类时，我遇到了一个简单的问题。我试图创建类型类的层次结构，以实现某种程度的表示抽象。假设我想要一个集合类型类：

{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses #-}
{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}

class Collection c a where
  isMember :: a -> c -> Bool

我定义了一种树类型：

data Tree a = Empty | Node a (Tree a) (Tree a)
  deriving (Show, Eq)

我想让我的树成为一个收藏，因此：

inOrder :: Tree a -> [a]
inOrder Empty = []
inOrder (Node a l r) = (inOrder l) ++ [a] ++ (inOrder r)

instance (Eq a) => Collection (Tree a) a where
  isMember a c = a `elem` (inOrder c)

这不太合适：

*Main> (isMember '2' Empty)
<interactive>:1:1:
    No instance for (Collection (Tree a) Char)
      arising from a use of `isMember' at <interactive>:1:1-18
    Possible fix:
      add an instance declaration for (Collection (Tree a) Char)
    In the expression: (isMember '2' Empty)
    In the definition of `it': it = (isMember '2' Empty)

*Main>（isMember'2'为空）
:1:1:
（集合（树a）字符）没有实例
因在1:1-18使用“isMember”而产生
可能的解决方案：
为（集合（树a）字符）添加实例声明
在表达式中：（isMember'2'为空）
在“it”的定义中：it=（isMember“2”为空）

---

如果我必须为每个具体类型创建一个实现，那么typeclass的值可能会丢失。所以我没有正确地编写实例声明。但是我不太清楚如何继续。

您需要添加一个函数依赖项，以指示容器类型决定元素类型：

{-# LANGUAGE FunctionalDependencies #-}

class Collection c a | c -> a where
    ...

---

还有其他方法可以做到这一点，比如使用类型族，但我认为这是这种情况下最简单的解决方法。

问题是

Empty

的类型是

树a

，ghc没有足够的信息来知道在这种情况下希望

a

是

字符。如果手动指定类型，则它将起作用：

isMember '2' (Empty::Tree Char)

ghc不能仅仅推断
a
必须是
Char
的原因是理论上可以有一个实例
Collection（Tree Char）Char
和另一个
Collection（Tree Int）Char
。在这种情况下，除非您明确指定，否则无法推断应该使用哪一个。
这里的问题是，默认情况下，每个类型类参数都独立于其他参数。简单地将
isMember
应用于
Char
和未知元素类型的树不足以让它推断应该使用（看似明显的）实例

这显然不是你想要的工作方式，启动有点傻，但这就是它的工作方式。为了解决这个问题，您需要为它提供某种连接方式，对于这种连接还有其他扩展：
FunctionalDependencies
是更常见的，而
TypeFamilies
是更新的，更易于使用，但仍然有一些粗糙的边缘

对于函数依赖关系，您可以指定类型类参数的某些子集完全决定其他参数，例如
集合c a | c->a
。这有其自身的缺陷，但在许多情况下效果足够好

对于类型族，您可能会将其简化为单个参数类型类，并关联元素类型，例如：

class Collection c where
    type Elem c
    isMember :: Elem c -> c -> Bool