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社区首页 >问答首页 >使用DataKind的类型签名中的绑定名称

使用DataKind的类型签名中的绑定名称
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Stack Overflow用户
提问于 2012-06-28 19:02:59
回答 3查看 814关注 0票数 9

所以,我终于找到了一个可以使用新的DataKinds扩展(使用GHC7.4.1)的任务。下面是我使用的Vec

代码语言:javascript
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data Nat = Z | S Nat deriving (Eq, Show)

data Vec :: Nat -> * -> * where
    Nil :: Vec Z a
    Cons :: a -> Vec n a -> Vec (S n) a

现在,为了方便起见,我想实现fromList。简单的递归/折叠基本上没有问题--但是我想不出如何给它正确的类型。作为参考,这是Agda版本:

代码语言:javascript
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fromList : ∀ {a} {A : Set a} → (xs : List A) → Vec A (List.length xs)

我的Haskell方法,使用我看到的here语法

代码语言:javascript
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fromList :: (ls :: [a]) -> Vec (length ls) a
fromList [] = Nil 
fromList (x:xs) = Cons x (fromList xs)

这给了我一个parse error on input 'a'。我发现的语法是正确的,还是他们改变了它?我还在链接的代码中添加了更多的扩展,这也没有帮助(目前我有GADTs, DataKinds, KindSignatures, TypeOperators, TypeFamilies, UndecidableInstances)。

我的另一个怀疑是我不能绑定多态类型,但我对此的测试:

代码语言:javascript
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bla :: (n :: Nat) -> a -> Vec (S n) a
bla = undefined

Kind mis-match Expected kind 'ArgKind', but 'n' has kind 'Nat'也失败了(我真的不知道这是什么意思)。

有没有人能帮我弄清楚fromList的工作版本和其他问题?不幸的是,DataKinds还没有很好的文档记录,似乎假设每个使用它的人都有深厚的类型理论知识。

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回答 3

Stack Overflow用户

回答已采纳

发布于 2012-06-28 19:50:32

与Agda不同的是,Haskell没有依赖类型,因此无法精确地执行您想要的操作。类型不能通过值来参数化,因为Haskell强制在运行时和编译时之间进行阶段区分。DataKinds在概念上的工作方式实际上非常简单:数据类型被提升为类型()(类型的类型),数据构造函数被提升为类型。

代码语言:javascript
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 fromList :: (ls :: [a]) -> Vec (length ls) a

有几个问题:(ls :: [a])没有实际意义(至少当您只是通过提升来伪装依赖类型时),并且length是类型变量而不是类型函数。你想说的是

代码语言:javascript
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 fromList :: [a] -> Vec ??? a

其中???是列表的长度。问题是您无法在编译时获得列表的长度……所以我们可以试着

代码语言:javascript
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 fromList :: [a] -> Vec len a

但这是错误的,因为它说fromList可以返回任何长度的列表。相反,我们想说的是

代码语言:javascript
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 fromList :: exists len. [a] -> Vec len a

但Haskell不支持这一点。相反,

代码语言:javascript
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 data VecAnyLength a where
     VecAnyLength :: Vec len a -> VecAnyLength a 

 cons a (VecAnyLength v) = VecAnyLength (Cons a v)

 fromList :: [a] -> VecAnyLength a
 fromList []     = VecAnyLength Nil
 fromList (x:xs) = cons x (fromList xs)

实际上,您可以通过模式匹配来使用VecAnyLength,从而获得(本地)伪依赖类型的值。

类似地,

代码语言:javascript
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bla :: (n :: Nat) -> a -> Vec (S n) a

不起作用,因为Haskell函数只能接受*类型的参数。相反,你可以试着

代码语言:javascript
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data HNat :: Nat -> * where
   Zero :: HNat Z
   Succ :: HNat n -> HNat (S n)

bla :: HNat n -> a -> Ven (S n) a

它甚至是可定义的

代码语言:javascript
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bla Zero a     = Cons a Nil
bla (Succ n) a = Cons a (bla n a)
票数 10
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Stack Overflow用户

发布于 2012-06-28 21:09:23

你可以在这里使用一些类型类魔术(更多信息请参见HList ):

代码语言:javascript
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{-# LANGUAGE GADTs, KindSignatures, DataKinds, FlexibleInstances
  , NoMonomorphismRestriction, FlexibleContexts #-}

data Nat = Z | S Nat deriving (Eq, Show)

data Vec :: Nat -> * -> * where
  Nil :: Vec Z a
  Cons :: a -> Vec n a -> Vec (S n) a

instance Show (Vec Z a) where
  show Nil = "."

instance (Show a, Show (Vec m a)) => Show (Vec (S m) a) where
  show (Cons x xs) = show x ++ " " ++ show xs

class FromList m where
  fromList :: [a] -> Vec m a

instance FromList Z where
  fromList [] = Nil

instance FromList n => FromList (S n) where
  fromList (x:xs) = Cons x $ fromList xs

t5 = fromList [1, 2, 3, 4, 5]

但这并没有真正解决问题:

代码语言:javascript
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> :t t5
t5 :: (Num a, FromList m) => Vec m a

列表是在运行时形成的,它们的长度在编译时是未知的,因此编译器无法推断t5的类型,必须显式指定:

代码语言:javascript
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*Main> t5

<interactive>:99:1:
    Ambiguous type variable `m0' in the constraint:
      (FromList m0) arising from a use of `t5'
    Probable fix: add a type signature that fixes these type variable(s)
    In the expression: t5
    In an equation for `it': it = t5
*Main> t5 :: Vec 'Z Int
*** Exception: /tmp/d.hs:20:3-19: Non-exhaustive patterns in function fromList

*Main> t5 :: Vec ('S ('S ('S 'Z))) Int
1 2 3 *** Exception: /tmp/d.hs:20:3-19: Non-exhaustive patterns in function fromList

*Main> t5 :: Vec ('S ('S ('S ('S ('S 'Z))))) Int
1 2 3 4 5 .
*Main> t5 :: Vec ('S ('S ('S ('S ('S ('S ('S 'Z))))))) Int
1 2 3 4 5 *** Exception: /tmp/d.hs:23:3-40: Non-exhaustive patterns in function fromList

带有依赖类型的语言​​有从术语到类型的映射,类型也可以在运行时动态形成,所以这个问题不存在。

票数 4
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Stack Overflow用户

发布于 2019-01-10 18:39:24

在前面的答案之上:

  • 值级别,从[a]exist n. Vec n a
  • value到类型值,从[a]Vec 5 a,其中您必须提供特定的n.

第一个变换的变体,如下所示

代码语言:javascript
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reify :: [a] -> (forall (n::Nat). Proxy n -> Vec n a -> w) -> w
reify [] k = k (Proxy @ 'Z) Nil
reify (x:xs) k = reify xs (\(_ :: Proxy n) v -> k (Proxy @ ('S n)) (Cons x v))

它仍然从值[a]转换为类型化的值Vec n a,其中n被(静态地)量化。这类似于VecAnyLength方法,没有引入实际的数据类型来执行量化。

这里的proxy是将n显式为Nat。它可以从代码中删除,n保持静默,只出现在类型Vec n a中,而不像在Proxy @ ('S n)中那样提供给构造的值。

票数 0
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原文链接:

https://stackoverflow.com/questions/11243227

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