Haskell 为什么可以'；GHC类型检查此函数是否涉及多态性和存在类型？

我有一些Haskell代码无法编译（使用GHC 8.0.2）。我想我理解这个基本问题，但我想更好地理解它，这样我以后就可以避免这个问题了

我的库与此类似：

{-# language TypeFamilyDependencies #-}
{-# language GADTs #-}
{-# language RankNTypes #-}

module Lib where

type Key = Int

class Handle m where
    type Connection m = c | c -> m
    withConnection :: Connection m -> m a -> IO a

class (Handle m) => Data m where
    getKeyVal :: Key -> m String

data SomeConn where
    SomeConn :: (Data m) => Connection m -> SomeConn

useConnection :: SomeConn -> (forall m. Data m => m String) -> IO String
useConnection (SomeConn c) action = withConnection c action

其思想是，

datam

表示一类类似于

ReaderT（connectionm）IO

的monad。我希望用这个typeclass的方法编写泛型函数，并通过使用

SomeConn

（在运行时选择）包装的连接类型来确定确切的方法实例

现在输入以下代码

getKeyValWith :: SomeConn -> Key -> IO String
getKeyValWith c = (useConnection c). getKeyVal

给出了GHC 8.0.2中的以下错误：

• Couldn't match type ‘m0 String’
                 with ‘forall (m :: * -> *). Data m => m String’
  Expected type: m0 String -> IO String
    Actual type: (forall (m :: * -> *). Data m => m String)
                 -> IO String
• In the first argument of ‘(.)’, namely ‘useConnection c’
  In the expression: useConnection c . getKeyVal
  In an equation for ‘getKeyValWith’:
      getKeyValWith c = useConnection c . getKeyVal

奇怪的是，以下方法效果很好：

getKeyValWith c k = useConnection c (getKeyVal k)

不那么令人惊讶的是，这一点也是如此：

getKeyValWith (SomeConn c) = withConnection c . getKeyVal

是否有一个简单的规则来理解为什么GHC不喜欢第一个示例，但其他示例可以？当GHC试图编译第一个定义时，有没有办法向GHC询问更多关于它在做什么的信息？我理解这可能不是惯用的Haskell（有人称之为“存在/类型类反模式”）

编辑：

---

我应该补充的是，即使在第一个示例中显式添加类型

getKeyVal:：Key->（Data m=>m String）

，我也会遇到同样的问题。我甚至可以用我选择的类型签名（类型检查）给这个函数起自己的名字，但是我得到了同样的错误。但我现在看到，即使我显式地添加类型，在GHCI中运行

：t

（带有

-XRankNTypes

），它也会返回浮动到左侧的原始类型。所以我想我理解GHC为什么对我犹豫不决。我可以强制GHC使用我选择的类型吗？

这是关于

的。它无法在函数之间传递多态参数，因此

f。如果
f
为秩2多态性，则g

不起作用。请注意以下工作：

(~.) :: ((∀ m. Data m => m String) -> z) -> (x -> (∀ m. Data m => m String))
          -> x -> z
(~.) f g x = f (g x)

getKeyValWith :: SomeConn -> Key -> IO String
getKeyValWith c = useConnection c ~. getKeyVal

理想情况下，

的类型如下

(.) :: ∀ c . ((∀ y . c y => y) -> z) -> x -> ((∀ y . c y => y) -> x)
               -> x -> z

从而涵盖所有特殊情况，如上述

~。

。但这是不可能的——在传统情况下，

cy=y~y需要推断出在任何给定情况下拾取的最薄弱的约束条件
c
₀–我很确定这在一般情况下是不可计算的

（一个有趣的问题是，如果编译器在类型检查之前尽可能多地内联
，就像现在使用
$
所做的那样，那么我们可以走多远。如果它进行了自动eta扩展，当然可以让
useConnection c.getKeyVal
工作，但是自动eta扩展通常不是一个好的idea、 ……）

通过将多态性参数包装在GADT中隐藏秩2多态性，就像您在
SomeConn
中所做的那样，这是常见的解决方法。
我已经读过，但内容似乎被
（$）的讨论所掩盖
。我正在试图了解问题的一般情况，以及如何帮助GHC理解我的代码，或者让GHC帮助我理解问题。
（.getKeyVal）
的类型是
Data m=>（m String->c）->Key->c
；
useConnection c
的类型是
（对于所有m.Data m=>m String）->IO字符串
。您知道为什么类型为
m String->IO字符串
和
（对于所有m.Data m=>m String）->IO字符串
无法统一？后两种定义都不需要进行统一。可能会有帮助：这可能是@user2407038的近似副本，我确实看到了这一点，我编辑了我的问题，问了一个新问题：我能强迫GHC在
getKeyVal
上接受不同类型的签名吗？鉴于对我问题的编辑，在我看来，GHC根本不允许我说
getKeyVal:：Key->（数据m=>m字符串）
（或者更确切地说，它会说，但GHCI拒绝给我一个带有
：t
的秩2类型）。你会说我的观察只是一个转移视线的问题吗？现在看来，GHC在特定上下文中出现之前，它的确切类型是
getKeyVal
。你总是可以从函数的结果中移出一个通用量词，这就是为什么查询GHCi以获得
：t\：Key->(∀ m.数据m=>m字符串）
给出
∀ m.Data m=>Key->m String
。但是如果类型变量没有出现在参数中，这也可以被反转，GHC实际上会很乐意这样做，所以没有问题。