Haskell Language
タイプアプリケーション

前書き

型の注釈を避ける

あいまいさを避けるために型注釈を使用します。タイプアプリケーションは、同じ目的のために使用することができます。例えば

x :: Num a => a
x = 5

main :: IO ()
main = print x

このコードにはあいまいなエラーがあります。 aにはNumインスタンスがあり、それを印刷するにはShowインスタンスが必要であることがわかっています。たとえば、 aがInt場合aこれが機能します。そのため、エラーを修正するために、型の注釈を追加できます

main = print (x :: Int)

タイプアプリケーションを使用する別のソリューションは、次のようになります

main = print @Int x

これが何を意味するのかを理解するためには、 printタイプシグネチャを見る必要がありprint 。

print :: Show a => a -> IO ()

この関数はa型の1つのパラメータを取りますが、実際には2つのパラメータが必要です。最初のものは型パラメーターで、2番目のパラメーターは型が最初のパラメーターである値です。

値パラメータと型パラメータの主な違いは、後者の関数が暗黙的に関数に渡されることです。誰がそれらを提供するのですか？型推論アルゴリズム！どのようなTypeApplications行うのかは、これらの型パラメータを明示的に与えることです。これは、型推論が正しい型を決定できない場合に特に便利です。

上記の例を分解するために

print :: Show a => a -> IO ()
print @Int :: Int -> IO ()
print @Int x :: IO ()

他の言語でアプリケーションを入力する

Java、C＃、C ++などの言語やジェネリックス/テンプレートの概念に精通している場合は、この比較が役に立ちます。

C＃でジェネリック関数があるとします

public static T DoNothing<T>(T in) { return in; }

この関数をfloat呼び出すには、 DoNothing(5.0f)か、明示的にしたい場合はDoNothing<float>(5.0f)と言うことができます。山括弧の中のその部分はタイプアプリケーションです。

ハスケルでは、タイプパラメータがコールサイトだけでなく定義サイトでも暗黙的であるという点を除いて同じです。

doNothing :: a -> a
doNothing x = x

これは、いずれかを使用して明示的に行うことができScopedTypeVariables 、 Rank2TypesまたはRankNTypesこのような拡張を。

doNothing :: forall a. a -> a
doNothing x = x

コールサイトでは、 doNothing 5.0またはdoNothing @Float 5.0どちらかをdoNothing 5.0ことができます

パラメータの順序

型引数が暗黙的であるという問題は、複数の型を持つと明らかになります。彼らはどんな順序で来ますか？

const :: a -> b -> a

const @Int書くaはIntと等しいか、それともbですか？ const :: forall a b. a -> b -> aようなforallを使って型パラメータを明示的にforallする場合はconst :: forall a b. a -> b -> aとすると、順序は次のaになりますb 、 b 。

もしそうでなければ、変数の順序は左から右です。言及されるべき第1の変数は第1の型パラメータであり、第2の型パラメータは第2の型パラメータであり、以下同様である。

2番目の型の変数を指定したいが、最初の変数は指定しない場合はどうなるだろうか？このような最初の変数にワイルドカードを使用できます

const @_ @Int

この式の型は次のとおりです。

const @_ @Int :: a -> Int -> a

あいまいな型との相互作用

サイズがバイトのクラスのクラスを導入しようとしているとします。

class SizeOf a where
    sizeOf :: a -> Int

問題は、サイズがそのタイプのすべての値に対して一定でなければならないということです。実際には、 sizeOf関数はsizeOfに依存するのでaなく、その型だけに依存したいと考えてsizeOfます。

タイプアプリケーションがなければ、私たちが持っていた最善の解決策は、このように定義されたProxyタイプでした

data Proxy a = Proxy

このタイプの目的はタイプ情報を運ぶことですが、価値の情報は持ちません。その後、私たちのクラスはこのように見えるかもしれません

class SizeOf a where
    sizeOf :: Proxy a -> Int

さて、あなたは最初の議論を完全に落とさないのはなぜだろうか？私たちの関数の型はsizeOf :: Intか、より正確には、 sizeOf :: SizeOf a => Intというクラスのメソッドであるか、より明示的なsizeOf :: forall a. SizeOf a => Int 。

問題は型推論です。私がどこかでsizeOfを書くと、推論アルゴリズムはIntを期待していることしか知らない。それは私が代わりにしたいどのようなタイプは考えていません。 aこのため、 {-# LANGUAGE AllowAmbiguousTypes #-}拡張を有効にしない限り 、コンパイラは定義を拒否します。その場合、定義がコンパイルされ、曖昧さのエラーがなければどこでも使用できません。

幸いなことに、タイプアプリケーションの導入はその日を節約します！今、私たちは書くことができるsizeOf @Int明示的にと言って、あるa Int 。タイプアプリケーションは、関数の実際のパラメータに現れていなくても、型パラメータを提供することができます ！