标准解决方案是创建一个存在量化的数据类型。结果会是这样的
{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}
data Exists1 = forall a . (Show a) => Exists1 a
instance Show Exists1 where
showsPrec _ (Exists1 x) = shows x
somethingPrintable1 :: Int -> Exists1
somethingPrintable1 x = Exists1 x
现在,可以自由使用show (somethingPrintable 42)
。Exists1
不能newtype
,我想这是因为有必要show
在隐藏的上下文字典中传递特定的实现。
对于类型安全的向量,可以按照相同的方式创建fromList1
实现:
{-# LANGUAGE GADTs #-}
data Zero
data Succ n
data Vec a n where
Nil :: Vec a Zero
Cons :: a -> Vec a n -> Vec a (Succ n)
data Exists1 f where
Exists1 :: f a -> Exists1 f
fromList1 :: [a] -> Exists1 (Vec a)
fromList1 [] = Exists1 Nil
fromList1 (x:xs) = case fromList1 xs of
Exists1 r -> Exists1 $ Cons x r
这很好用,但我看到的主要缺点是额外的构造函数。每次调用都会fromList1
导致构造函数的应用程序立即解构。和以前一样,newtype
对于 是不可能的Exists1
,但我猜如果没有任何类型类约束,编译器可以允许它。
我创建了另一个基于 rank-N 延续的解决方案。它不需要额外的构造函数,但我不确定额外的功能应用程序是否不会增加类似的开销。在第一种情况下,解决方案是:
{-# LANGUAGE Rank2Types #-}
somethingPrintable2 :: Int -> ((forall a . (Show a) => a -> r) -> r)
somethingPrintable2 x = \c -> c x
现在人们会用它somethingPrintable 42 show
来得到结果。
并且,对于Vec
数据类型:
{-# LANGUAGE RankNTypes, GADTs #-}
fromList2 :: [a] -> ((forall n . Vec a n -> r) -> r)
fromList2 [] c = c Nil
fromList2 (x:xs) c = fromList2 xs (c . Cons x)
-- Or wrapped as a newtype
-- (this is where we need RankN instead of just Rank2):
newtype Exists3 f r = Exists3 { unexists3 :: ((forall a . f a -> r) -> r) }
fromList3 :: [a] -> Exists3 (Vec a) r
fromList3 [] = Exists3 (\c -> c Nil)
fromList3 (x:xs) = Exists3 (\c -> unexists3 (fromList3 xs) (c . Cons x))
使用一些辅助函数可以使其更具可读性:
-- | A helper function for creating existential values.
exists3 :: f x -> Exists3 f r
exists3 x = Exists3 (\c -> c x)
{-# INLINE exists3 #-}
-- | A helper function to mimic function application.
(?$) :: (forall a . f a -> r) -> Exists3 f r -> r
(?$) f x = unexists3 x f
{-# INLINE (?$) #-}
fromList3 :: [a] -> Exists3 (Vec a) r
fromList3 [] = exists3 Nil
fromList3 (x:xs) = (exists3 . Cons x) ?$ fromList3 xs
我在这里看到的主要缺点是:
- 附加功能应用程序可能产生的开销(我不知道编译器可以优化多少)。
- 可读性较差的代码(至少对于不习惯延续的人来说)。