Haskell 类型签名过于笼统；缺少约束？

所以我试着问一个一般性的“”问题，似乎这个问题太一般而无法回答，或者可能无法调试这些东西。：-}

在这个特殊的日子里，让我恼火的问题是一个中等规模、复杂的程序。我已经设法把它归结为一个相当小的核心，仍然出错。我们开始：

{-#
  LANGUAGE
    GADTs, MultiParamTypeClasses,
    FlexibleInstances, FlexibleContexts, RankNTypes,
    KindSignatures
#-}

module Minimal where

-------------------------------------------------------------------------------

data Union (t :: * -> *) (ts :: * -> *) x

class Member (x :: * -> *) (ys :: * -> *) where
instance Member x (Union x ys) where
instance (Member x ys) => Member x (Union y ys) where

-------------------------------------------------------------------------------

data ActM (effects :: * -> *) x
instance Monad (ActM effects) where

-------------------------------------------------------------------------------

data Reader i x where
  Get :: Reader i i

get :: Member (Reader i) req => ActM req i
get = undefined

runReader :: i -> ActM (Union (Reader i) req) x -> ActM req x
runReader = undefined

（旁白：我看着语言扩展列表，心里想：“也许这只是个糟糕的主意！”

无论如何，真正有趣的部分在底部。我们看到了

runReader :: i -> ActM (Union (Reader i) req) x -> ActM req x

换句话说，对于任何

i

，

runReader

在

ActM

monad中执行一个动作，该动作将

Reader i

作为其可能的效果之一，并在

ActM

monad中返回一个动作而不产生该可能的效果。很简单，对吧

现在，如果我传递（比如）一个

Char

作为第一个参数，那么读取器类型固定为

Char

：

runReader 'X' :: ActM (Union (Reader Char) req) x -> ActM req x

到目前为止，一切顺利。如果我只返回一些数据，一切正常：

runReader 'X' (return True) :: ActM req Bool

（令人欣慰的是，我也得到了正确的值作为结果！）

但是现在，关于

get

函数呢

get :: Member (Reader i) req => ActM req i

因此，对于包括

Reader i

的任何一组效果，

get

是

ActM

monad中的一个操作。这意味着如果我将它传递给

runReader

，那么我会得到

runReader 'X' get :: Member (Reader x) (Union (Reader Char) req) => ActM req x

等等，什么？！？为什么编译器没有计算出

x

必须是

Char

事实上，如果我添加一个显式类型签名

runReader 'X' get :: ActM req Char

---

然后它可以完美地编译（顺便说一句，我得到了正确的值输出，这很好）。那么，我在哪里遗漏了一个约束呢？

编译器没有计算出

x

必须是

Char

，因为它不是真的。例如，你可以写

type ReadsBool req = Union (Reader Bool) req
type ReadsCharAndBool req = Union (Reader Char) (ReadsBool req)

然后你有：

runReader 'X' (get :: ReadsCharAndBool req) :: ActM (ReadsBool req) Bool

---

恭喜你，现在你知道为什么fundep有它的功能了：出于类型推断的原因，人们通常希望monad唯一地确定你可以从它

得到什么样的东西。
实例
成员x（Union x ys）
要求两个
x
s从相同开始匹配-编译器不会推断此信息。您必须编写
（x~x'）=>成员x（Union x'xs）
，但这将与其他实例重叠-我相信您需要一种更聪明的计算成员身份的方法。这真的足够扩展吗？这两个
成员
实例看起来非常可疑——可能你需要
重叠实例
，或者甚至可能需要
不连贯性
，才能“工作”。如果你打开了
不连贯性
，那么。。。我认为该扩展的官方政党路线是“祝你好运，不要向我们抱怨。”@DanielWagner，这很奇怪<代码>重叠实例

应该在其中。我不知道它怎么会不见了。我一定是在构建我的最小示例时意外地丢失了它。@user2407038我很惊讶地发现，您实际上可以在类型签名中编写

x~y

！你每天都在学习新的东西……那么你到底在建议我在哪里需要一个fundep？@MathematicalArchid在你脑海中出现的代码中没有一个小的改变可以解决问题。我所能做的一切都是一次彻底的架构改变。从类型推断的角度来看，您的

成员
类型类是“坏的”：
成员x（Union y ys）
实例始终可以匹配；更糟糕的匹配几乎没有告诉你类型
x
、
y
或
ys
，因为开放世界假设说任何人都可以稍后加入
成员xys
实例，用于任何愚蠢的类型对！您可以考虑将其拆分为<代码>读取器成员类（类似于其他效果）。