Haskell 不明确的类型变量'；废话'；在约束中。。。如何修复？

我正试图用Haskell编写一个简单的光线跟踪器。我想定义一个表示各种可用曲面的typeclass，并使用一个函数来确定光线与曲面相交的位置：

{-# LANGUAGE RankNTypes #-}

data Vector = Vector Double Double Double
data Ray = Ray Vector Vector

class Surface s where
  intersections :: s -> Ray -> [Vector]

-- Obviously there would be some concrete surface implementations here...

data Renderable = Renderable
  { surface    :: (Surface s) => s
  , otherStuff :: Int
  }

getRenderableIntersections :: Renderable -> Ray -> [Vector]
getRenderableIntersections re ra = intersections (surface re) ra

但是，这给了我一个错误：

Ambiguous type variable 's' in the constraint:
  'Surface'
    arising from a use of 'surface'

（实际的代码更复杂，但我已尝试将其提取为更简单的代码，同时保留我试图实现的要点）

---

我该如何解决这个问题？或者，考虑到我来自标准的OO背景，我到底做错了什么？

在您调用的

getRenderableIntersections

函数中。解释器无法确定要使用的类

Surface

的实例。如果您有两个这样的实例：

instance Surface SurfaceA where
  -- ...
instance Surface SurfaceB where
  -- ...

解释器如何确定

表面的类型

定义
Renderable
的方式意味着存在一个函数
surface:：surface s=>Renderable->s

尝试创建一个实例
SurfaceA
，并询问以下类型查询（给定一个简单的构造函数
SurfaceA
）：

那么，这个表达式是什么类型的呢？我打赌你一定期待着
SurfaceA
。错。采用
曲面的类型
。它接受一个
Renderable
参数，我们将传递一个
Renderable
参数。那之后还剩下什么<代码>曲面s=>s

。这就是那个表达式的类型。我们仍然不知道

s

代表什么类型

如果希望类型为

SurfaceA

，则需要更改代码，使其类似于

surface:：surface s=>Renderable s->s

。这样就可以确定

s

是什么，因为它与

Renderable

中使用的

s

相同

编辑：根据@mokus的建议，您也可以尝试扩展。它允许在类型声明的右侧“隐藏”类型参数

data Renderable = forall s. Surface s => Renderable
  { surface    :: s
  , otherStuff :: Int
  }

我上面链接的HaskellWiki页面甚至与您想要做的事情非常相似

编辑：（By@stumith）为了记录在案，我在下面包含了根据这些建议编译的代码。然而，我接受了这个答案，我认为这是一个更好的解决问题的方法

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}

data Vector = Vector Double Double Double
data Ray = Ray Vector Vector

class Surface_ s where
  intersections :: s -> Ray -> [Vector]

data Surface = forall s. Surface_ s => Surface s

instance Surface_ Surface where
  intersections (Surface s) ra = intersections s ra

data Renderable = Renderable
  { surface :: Surface
  }

getRenderableIntersections :: Renderable -> Ray -> [Vector]
getRenderableIntersections re ra = intersections (surface re) ra

---

请不要为此使用存在类型！你可以，但是没有意义

从函数的角度来看，您可以完全放弃这个类型类的表面概念。曲面是将光线映射到向量列表的东西，不是吗？因此：

type Surface = Ray -> [Vector]

data Renderable = Renderable
 { surface    :: Surface
 , otherStuff :: Int
}

现在，如果您真的需要，您可以拥有一个

ToSurface

typeclass，基本上与您给出的一样：

class ToSurface a where
     toSurface :: a -> Surface

但这只是为了方便和特殊的多态性。模型中的任何内容都不需要它

一般来说，存在主义的用例很少，但至少90%的情况下，你可以用它所代表的函数替换存在主义，得到更清晰、更容易推理的东西

---

此外，尽管这对您来说可能有点太多，而且问题并不完全匹配，但您可能会发现Conal关于指称设计的一些文章很有用：

…但既然所有曲面都实现了“交点”方法，为什么这还不够？很明显，在我的背景下，我将“Surface”视为一个抽象类，“Crossons”视为一个虚拟方法。@Stumith：请看我的更新。表达式中不能打开类型参数。要么整个表达式是参数化的，要么所有类型都可以静态确定。（可能有一个GHC扩展或其他允许的东西，但我不知道）那么这是否意味着Haskell没有与“虚拟”函数等价的函数？我希望有一个可渲染列表，并且能够将它们作为抽象类型处理。因此，我是否需要使用

[Renderable s]

？该列表是否可以包含具有不同

曲面

实例的异构

可渲染

实例？@stumith:

曲面

字段的类型不是您所期望的。这是所有s的

。曲面s=>s

，因此该字段中的值必须是每个

曲面

类型的有效值。唯一可能的此类值是

undefined

等（因为

Surface

类没有定义产生

s

的函数）。您要查找的是

存在类型

扩展，而不是

RankNTypes

，并且

曲面s=>

上下文将位于数据构造函数之前，即

数据可渲染=forall s。曲面s=>可渲染…

如果我正确记住了语法。这对谷歌来说已经足够了；）@莫库斯：谢谢你告诉我分机的名字。

class ToSurface a where
     toSurface :: a -> Surface