为什么下面的列表推导式可以赋值给变量，但列表推导式无效？

Question

在 ghci 终端中，允许以下变量赋值：

a = [2:x | x <- [1, 1, 1]]

但是，当打印

a

时，出现以下错误：

- No instance for (Num [Integer]) arising from a use of 'it'
- In the first argument of 'print', namely 'it'
- In a stmt of an interactive GHCi command: print it

这是为什么？

Answer 1

您能够在 GHCi 中这样定义它的原因是您没有指定它应该是什么类型。好的做法是始终将类型签名添加到顶级定义中——尽管公平地说，在 GHCi 中不这样做是很常见的。

看，您可以写出的一些表达式具有虚假类型，尽管它们会进行类型检查。这是一个例子，它的类型是

ghci> :t [2:x | x <- [1, 1, 1]]
(Num a, Num [a]) => [[a]]

这是什么意思？好吧，在解释之前，让我解释一下一些更简单的表达式的类型，这实际上确实有意义：

ghci> :t 'x'
Char

这个应该是不言自明的。

ghci> :t 37
Num a => a

这个也许不是。难道不应该是像

Int

这样简单的东西吗？

嗯，诀窍是，Haskell 的数字文字更加灵活。它们根本不必具有任何特定类型，而是采用上下文所需的任何类型。原因是它允许您编写类似

sqrt 2

的内容，并让结果为

Double

类型。在这种情况下，文字

2

也具有类型

Double

。 （其他语言通过从

Int

到

Double

自动转换来实现这一点，但这有很多缺点，我不会在这里讨论。）

编译器强加的唯一条件是上下文所需的类型必须具有

Num

类的实例。对于

Double

，该实例如下所示 (https://hackage.haskell.org/package/base-4.19.0.0/docs/src/GHC.Float.html#line-545)，带有一堆你不需要担心的可怕的低级细节：

instance  Num Double  where
    (+)         x y     =  plusDouble x y
    (-)         x y     =  minusDouble x y
    negate      x       =  negateDouble x
    (*)         x y     =  timesDouble x y
    abs         x       =  fabsDouble x
    signum x | x > 0     = 1
             | x < 0     = negateDouble 1
             | otherwise = x -- handles 0.0, (-0.0), and NaN

    {-# INLINE fromInteger #-}
    fromInteger i = D# (integerToDouble# i)

通常，每当您尝试在没有

Num

实例的类型上下文中使用数字文字时，编译器都会给出错误。在您的示例中，上下文需要一个列表。具有相同问题的更简单的示例是

reverse 5 :: [Integer]

嗯，常识告诉我们列表不是数字，因此与

Num

不兼容。但编译器并不知道这一点，实际上理论上您可以定义这样一个实例！ （别这样做，我只是在这里唱反调）

instance Num [Integer] where
  fromInteger i = [523,i,916]

然后你的代码会突然工作......我的意思是，不是“工作”意义上的做正确的事情，而是在没有错误消息的情况下进行评估：

ghci> reverse 5 :: [Integer]
[916,5,523]

因为实际上并没有

instance Num [Integer]

，所以你可能会认为这样写通常会出错。然而，Haskell 的类型类机制的一个怪癖是，在将实例缩小到特定类型之前，您永远无法确定实例是否不存在。但是当你简单地定义时

a = reverse 5

然后编译器将首先尝试为其提供最通用的类型，并附加任何要求（无论是否无意义）作为约束。

ghci> :t a
a :: Num [a] => [a]

实际的解决方案当然是

不使用数字作为列表

。也许你真正想做的是将数字用作列表

elementa

，例如你可以这样：

ghci> [[2,x] | x <- [1, 1, 1]]
[[2,1],[2,1],[2,1]]