是否可以为DSL中的常量和表达式都提供类型类？

Question

假设，我有一个LangL r a中具有计算功能的DSL。我可能想让函数与常量（0 :: Int，"lala" :: String）和DSL表达式（LangL r a）一起使用。因此，我实现了一个类型类。但是，以任何方式尝试实现它，我都会遇到问题。

这是使用类型族时出现问题的最小示例：

{-# LANGUAGE DeriveAnyClass        #-}
{-# LANGUAGE DeriveFunctor         #-}
{-# LANGUAGE FlexibleInstances     #-}
{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses #-}
{-# LANGUAGE StandaloneDeriving    #-}
{-# LANGUAGE TypeFamilies          #-}

data LangL r a = LangL a
deriving instance Functor (LangL r)
deriving instance Applicative (LangL r)

class DSLEntity r a where
  type ValueOf a
  entityValue :: a -> LangL r (ValueOf a)

instance DSLEntity r (LangL r a) where
  type ValueOf (LangL r a) = a
  entityValue = id

instance DSLEntity r Int where
  type ValueOf Int = Int
  entityValue = pure

foo :: LangL r Int -> LangL r Int
foo m = entityValue (entityValue m)

GHC提供以下输出：

    • Ambiguous type variable ‘r0’ arising from a use of ‘entityValue’
      prevents the constraint ‘(DSLEntity
                                  r (LangL r0 Int))’ from being solved.
      Relevant bindings include
        m :: LangL r Int (bound at temp.hs:25:5)
        foo :: LangL r Int -> LangL r Int
          (bound at temp.hs:25:1)
      Probable fix: use a type annotation to specify what ‘r0’ should be.
      These potential instance exist:
        instance DSLEntity r (LangL r a)
          -- Defined at temp.hs:16:10
    • In the expression: entityValue (entityValue m)
      In an equation for ‘foo’: foo m = entityValue (entityValue m)
   |
temp.hs:25:22-34: error: …
    • Ambiguous type variable ‘r0’ arising from a use of ‘entityValue’
      prevents the constraint ‘(DSLEntity
                                  r0 (LangL r Int))’ from being solved.
      Relevant bindings include
        m :: LangL r Int (bound at temp.hs:25:5)
        foo :: LangL r Int -> LangL r Int
          (bound at temp.hs:25:1)
      Probable fix: use a type annotation to specify what ‘r0’ should be.
      These potential instance exist:
        instance DSLEntity r (LangL r a)
          -- Defined at /temp.hs:16:10
    • In the first argument of ‘entityValue’, namely ‘(entityValue m)’
      In the expression: entityValue (entityValue m)
      In an equation for ‘foo’: foo m = entityValue (entityValue m)
   |

问题很明显。 r的LangL r a参数与r的DSLEntity参数之间没有依赖关系。但是，我们无法添加此类依赖项，因为对于Int实例，它实际上不存在。

我很困惑，想知道是否有可能完成我想做的事情。如果没有，为什么？

Answer 1

我认为您只需要为GHC提供一些有关中间类型的帮助：

{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables   #-}

foo :: forall r. LangL r Int -> LangL r Int
foo m = entityValue (entityValue m :: LangL r Int)

Answer 2

正如您所写，r的a和DSLEntity参数之间确实没有依赖关系。因此，为了表示r（DSLEntity r的参数）等于r（LangL r的参数），我们使用等式~。

instance r1 ~ r2 => DSLEntity r1 (LangL r2 a) where ...
    

Answer 3

您可以使用：