Haskell ghc-7.6相关类型的类实例

异构列表是ghc 7.6中新独立类型设施的示例之一：

data HList :: [*] -> * where
  HNil :: HList '[]
  HCons:: a -> HList t -> HList (a ': t)

示例列表“li”可以很好地编译：

li  = HCons "Int: " (HCons 234 (HCons "Integer: " (HCons 129877645 HNil)))

显然，我们希望HList位于Show类中，但我只能提出以下使用相互递归约束（超类）的工作类实例化：

代码编译得很好，li显示正确。需要的编译标志是：

{-# LANGUAGE DataKinds, TypeOperators, KindSignatures, 
FlexibleContexts, GADTs, FlexibleInstances #-}

我尝试了以下更直接的定义的许多变体，但如果我不能理解ghc错误消息，它就无法编译：

instance Show (HList '[]) where 
  show HNil = "[]"

instance (Show a, Show (HList t)) => Show (HList (a ': t)) where
  show l  = "[" ++ (show' l) ++ "]" where  
    show' (HCons h s) = case s of
      HNil      -> show h
      HCons _ _ -> show h ++ ", " ++ (show' s)

一些Haskell/ghc专家可能会理解为什么这不起作用，我很乐意听到原因

多谢各位

汉斯·彼得

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谢谢你，哈马尔，为你的两个很好的工作例子，改进了我的第一个例子

但我仍然不明白为什么我的第二个例子不起作用。您说“…show”只知道如何显示当前的元素类型，而不知道如何显示其余的元素类型。”但该注释是否也适用于以下（工作）代码：

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正如Nathan在评论中所说，

show'

只知道如何显示当前的元素类型，而不知道如何显示其余的元素类型

在第一个示例中，我们可以通过为

show'

创建一个新的类型类来解决这个问题，尽管您只能使用一个

show

实例：

-- Specializing show' to HLists avoids needing a Show' (HList ts) constraint
-- here, which would require UndecidableInstances.
instance (Show' ts) => Show (HList ts) where
  show xs = "[" ++ show' xs ++ "]"

class Show' ts where
  show' :: HList ts -> String

instance Show' '[] where
  show' HNil = ""

instance (Show a, Show' ts) => Show' (a ': ts) where
  show' (HCons a s) = case s of
    HNil     -> show a
    HCons {} -> show a ++ ", " ++ show' s

将所有必要的

Show

约束放入

Show'

的另一种更为老练的方法是使用

ConstraintKinds

直接构建所有必要约束的列表

-- In addition to the extensions in the original code:
{-# LANGUAGE TypeFamilies, ConstraintKinds, UndecidableInstances #-}
import GHC.Exts

-- ShowTypes [a, b, c, ...] = (Show a, Show b, Show c, ...)
type family ShowTypes (a :: [*]) :: Constraint
type instance ShowTypes '[] = ()
type instance ShowTypes (a ': t) = (Show a, ShowTypes t) 

instance ShowTypes ts => Show (HList ts) where
  show xs = "[" ++ show' xs ++ "]"
    where
      show' :: ShowTypes ts => HList ts -> String
      show' HNil = ""
      show' (HCons h s) = case s of
        HNil     -> show h
        HCons {} -> show h ++ ", " ++ show' s

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多亏了哈马尔的第二个解决方案，我现在可以提供一种更通用的方法，它适用于普通类（但我想他无论如何都有这个想法）：

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再次感谢您的大力帮助。

您是否尝试过

show'（HCons h HNil）=show h

，

show'（HCons h s）=show h++>，“++show's

？

show'：对于所有的t。（Show a，Show（HList t））=>HList（a）：t）->String

不提供任何约束，表明可以显示列表中的下一个元素。将其定义为

HCons\uu->show h++“，“++show s

可以工作，但格式与您原来的示例不同。dbaupp：是的，我尝试过，但Nathan的评论适用于我原来的非工作解决方案以及您的提案。但我真的不明白。（请看下面的原因。）@wurmli我将您的编辑添加到了Hammers对您问题的回答中。如果您想要求澄清，请在注释中的适当位置。@wurmli A

Show A，Show（HList t））

约束声明您可以

显示列表的开头和结尾。它没有说明任何关于第N个元素（其中N>0）的内容，只是头和尾。带约束类型的类型族（Hammar的示例）或助手类型类（您的替代解决方案）是解决这一问题的两种方法。重新审视您的第二种解决方案，我实际上不仅觉得它“不错”，而且完全回答了我的问题，一点也不粗鲁。我一直在寻找一种方法来表达约束，您可以将其表示为一个类型族。我曾希望能够用实例定义来表达超类型的归纳。再次感谢你的帮助。
-- Specializing show' to HLists avoids needing a Show' (HList ts) constraint
-- here, which would require UndecidableInstances.
instance (Show' ts) => Show (HList ts) where
  show xs = "[" ++ show' xs ++ "]"

class Show' ts where
  show' :: HList ts -> String

instance Show' '[] where
  show' HNil = ""

instance (Show a, Show' ts) => Show' (a ': ts) where
  show' (HCons a s) = case s of
    HNil     -> show a
    HCons {} -> show a ++ ", " ++ show' s

-- In addition to the extensions in the original code:
{-# LANGUAGE TypeFamilies, ConstraintKinds, UndecidableInstances #-}
import GHC.Exts

-- ShowTypes [a, b, c, ...] = (Show a, Show b, Show c, ...)
type family ShowTypes (a :: [*]) :: Constraint
type instance ShowTypes '[] = ()
type instance ShowTypes (a ': t) = (Show a, ShowTypes t) 

instance ShowTypes ts => Show (HList ts) where
  show xs = "[" ++ show' xs ++ "]"
    where
      show' :: ShowTypes ts => HList ts -> String
      show' HNil = ""
      show' (HCons h s) = case s of
        HNil     -> show h
        HCons {} -> show h ++ ", " ++ show' s

type family ConstrainedTypes (a :: [*]) (f :: * -> Constraint) :: Constraint
type instance ConstrainedTypes '[] b = ()
type instance ConstrainedTypes (a ': t) b = (b a, ConstrainedTypes t b) 

instance ConstrainedTypes ts Show => Show (HList ts) where
  show xs = "[" ++ show' xs ++ "]"
    where
      show' :: ConstrainedTypes ts Show => HList ts -> String
      show' HNil = ""
      show' (HCons h s) = case s of
        HNil     -> show h
        HCons {} -> show h ++ ", " ++ show' s