根据 Haskell 中的运行时比较创建类型 class 的实例

Question

按照描述的技术 here，我一直在使用 constraints 和 reflection 包来创建类型 class Rel 的本地实例，表示（在类型级别）与类型 t.

的值的关系

现在我要根据运行时值的比较创建实例，允许需要这些比较的代码在运行时将此要求表达为约束，其中值由某种类型级别表示 'variable'.我可以 "sort of" 使用以下代码完成此操作。

usingIf :: t -> t -- Two values of type t to compare 
           -> (forall s1 s2 . Proxy s1 -> Proxy s2 -> Rel (Var s1) (Var s2) => b) 
              -- ^ Then branch: a term with a constraint that requires 
              --   two type-level "variables" to be in a relation 'Rel'
           -> b -- Else branch: the term to evaluate if the values (of type t) are 
                --   not in the relation 
           -> b
usingIf v1 v2 ifTrue ifFalse = 
    if cmp v1 v2 then
      using (Def Rel (DVar (Proxy :: Proxy 0)) (DVar (Proxy :: Proxy 1)))
                 (ifTrue (Proxy :: Proxy 0) (Proxy :: Proxy 1))
    else 
      ifFalse

此代码采用两个 t 值 v1 和 v2，并对它们进行比较。如果 cmp returns 为真，则会创建类型为 class Rel 的实例 Def Rel ... 来表示这些值在关系中的事实，其中 v1 和 v2在类型级别由两个 id 为 0 和 1 的变量表示。

此代码按我的预期编译和运行（在我的项目中），但问题是如果多个 usingIf 应用程序组合在一起，变量的 ID 将不是唯一的。例如，我真正需要的是一种跟踪有多少实例已添加到 Rel 字典或类似的东西的方法，以便我可以为每个 Var 创建新的 ID。

关于如何解决这个问题有什么建议吗？我不想使用模板 Haskell，但如果这是 only/cleanest 选项，我愿意。

Answer 1

一个可能的技巧是挂钩类型系统中已经存在的生成性。

下面的函数是ill-typed:

f :: a -> b -> a
f x y = x `asTypeOf` y

尽管 b 在某些实例中实际上可能与 a 相同，但由于它也可能不同，因此 a 和 b 被视为不同的类型。特别是对于更高级别的类型，其实现方式是编译器为每个量化类型变量动态构建一个类型，因此 x :: Fresh_a 和 y :: Fresh_b。这些 Fresh_a 是编译器抱怨的 "rigid" 变量。本质上，双重的事情发生在打开存在主义的时候。事实上，我将使用存在主义，因为它看起来更清晰、更明确。

-- Needs ExistentialQuantification and PolyKinds, but the same effect
-- could be accomplished without either.
data Gen = forall (n :: k). Gen (Proxy n)
gen = Gen Proxy -- Probably need to turn off the monomorphism restriction

usingIf :: t -> t
        -> (forall s1 s2 . Proxy s1 -> Proxy s2 -> Rel (Var s1) (Var s2) => b)
        -> b 
        -> b
usingIf v1 v2 ifTrue ifFalse = 
    if cmp v1 v2 then
      case gen of Gen p -> -- the compiler has forgotten what went in to gen so it must
          case gen of Gen q -> -- assume p and q have types distinct from everything
              using (Def Rel (DVar p) (DVar q)) (ifTrue p q)
    else 
      ifFalse

我没有你的代码，所以我不知道这是否真的适合你，但这就是我开始攻击它的方式。你可能需要稍微按摩一下。

根据 Haskell 中的运行时比较创建类型 class 的实例

Creating instances of a type class based on runtime comparisons in Haskell

reflection

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