Haskell let-expression 中出现奇怪的类型错误——问题是啥？

Posted 2023-02-22

【中文标题】Haskell let-expression 中出现奇怪的类型错误——问题是啥？

【英文标题】：Strange type error in Haskell let-expression -- what's the issue?Haskell let-expression 中出现奇怪的类型错误——问题是什么？

【发布时间】：2011-12-01 13:16:27

【问题描述】：

我今天在 Haskell 中遇到了一件令人沮丧的事情。

事情是这样的：

我在 ghci 中写了一个函数并给它一个类型签名 ghci 抱怨类型 我删除了类型签名 ghci 接受了函数 我检查了推断的类型 推断的类型与我尝试给出的类型完全相同 我很苦恼 我发现我可以在任何 let 表达式中重现该问题 咬牙切齿；决定咨询 SO 的专家

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尝试使用类型签名定义函数：

Prelude Control.Monad> let myFilterM f m = do x <- m; guard (f x); return x :: (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b

<interactive>:1:20:
    Inferred type is less polymorphic than expected
      Quantified type variable `b' is mentioned in the environment:
        m :: (b -> Bool) -> m b -> m b (bound at <interactive>:1:16)
        f :: (m b -> m b) -> Bool (bound at <interactive>:1:14)
      Quantified type variable `m' is mentioned in the environment:
        m :: (b -> Bool) -> m b -> m b (bound at <interactive>:1:16)
        f :: (m b -> m b) -> Bool (bound at <interactive>:1:14)
    In the expression:
          do  x <- m;
               guard (f x);
               return x  ::
            (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b
    In the definition of `myFilterM':
        myFilterM f m
                    = do  x <- m;
                           guard (f x);
                           return x  ::
                        (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b

定义没有类型签名的函数，检查推断的类型：

Prelude Control.Monad> let myFilterM f m = do x <- m; guard (f x); return x
Prelude Control.Monad> :t myFilterM 
myFilterM :: (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b

很好地使用了这个功能——它工作正常：

Prelude Control.Monad> myFilterM (>3) (Just 4)
Just 4
Prelude Control.Monad> myFilterM (>3) (Just 3)
Nothing

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我对发生的事情的最佳猜测： 当有一个 do 块时，类型注释不知何故不适用于 let 表达式。

奖励积分： 标准 Haskell 发行版中是否有执行此操作的函数？我很惊讶filterM 做了一些非常不同的事情。

【问题讨论】：

类型注释适用于定义的RHS，而不是myFilterM，所以你应该说:: (MonadPlus m) => m b。这就是为什么您的错误消息中m 和f 的类型如此奇怪的原因。但我仍然收到“推断类型的多态性低于预期”错误消息（尽管类型更合理），我不知道是什么原因造成的。

@dave4420 你也使用 GHC 6.* 吗？他们在 GHC 7 中编写了一个新的类型推理引擎；也许这是一个错误。

@FUZxxl 那是 GHC 6.12.1。我刚刚用 GHC 7.0.3 尝试过，我收到两条错误消息而不是一条，它们都没有提到多态性。可能是 GHC 7 拒绝推断 myFilterM 的参数类型。

【参考方案1】：

问题在于类型运算符的优先级（::）。您试图描述 myFilterM 的类型，但您实际上在做的是：

ghci> let myFilterM f m = (\
        do x <- m; guard (f x); return x \
        :: \
        (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b)\
      )

（插入反斜杠只是为了便于阅读，不是合法的 ghci 语法）

你看到问题了吗？对于像

这样简单的事情，我也遇到了同样的问题

ghci> let f x = x + 1 :: (Int -> Int)
<interactive>:1:15:
    No instance for (Num (Int -> Int))
      arising from the literal `1'
    Possible fix: add an instance declaration for (Num (Int -> Int))
    In the second argument of `(+)', namely `1'
    In the expression: x + 1 :: Int -> Int
    In an equation for `f': f x = x + 1 :: Int -> Int

解决方案是将类型签名附加到适当的元素：

ghci> let f :: Int -> Int ; f x = x + 1
ghci> let myFilterM :: (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b; myFilterM f m = do x <- m; guard (f x); return x

对于奖励积分，您需要mfilter (hoogle is your friend)。

【讨论】：

谢谢！我不敢相信我以前在使用 ghci 时从未遇到过这种情况。

【参考方案2】：

这可能只是类型注释语法和绑定优先级的问题。如果你把你的例子写成，

let myFilterM :: (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b; myFilterM f m = do x <- m; guard (f x); return x 

然后 GHCi 会给你一个高五并送你上路。

【参考方案3】：

我不知道您使用哪种编译器，但在我的平台 (GHC 7.0.3) 上，我得到一个简单的类型不匹配：

$ ghci
GHCi, version 7.0.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
Loading package ffi-1.0 ... linking ... done.
Prelude> :m +Control.Monad
Prelude Control.Monad> let myFilterM f m = do x <- m; guard (f x); return x :: (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b

<interactive>:1:30:
    Could not deduce (t1 ~ ((b1 -> Bool) -> m1 b1 -> m1 b1))
    from the context (MonadPlus m)
      bound by the inferred type of
               myFilterM :: MonadPlus m => t -> t1 -> (b -> Bool) -> m b -> m b
      at <interactive>:1:5-100
    or from (MonadPlus m1)
      bound by an expression type signature:
                 MonadPlus m1 => (b1 -> Bool) -> m1 b1 -> m1 b1
      at <interactive>:1:21-100
      `t1' is a rigid type variable bound by
           the inferred type of
           myFilterM :: MonadPlus m => t -> t1 -> (b -> Bool) -> m b -> m b
           at <interactive>:1:5
    In a stmt of a 'do' expression: x <- m
    In the expression:
        do  x <- m;
             guard (f x);
             return x  ::
          MonadPlus m => (b -> Bool) -> m b -> m b
    In an equation for `myFilterM':
        myFilterM f m
          = do  x <- m;
                 guard (f x);
                 return x  ::
              MonadPlus m => (b -> Bool) -> m b -> m b

<interactive>:1:40:
    Could not deduce (t ~ ((m1 b1 -> m1 b1) -> Bool))
    from the context (MonadPlus m)
      bound by the inferred type of
               myFilterM :: MonadPlus m => t -> t1 -> (b -> Bool) -> m b -> m b
      at <interactive>:1:5-100
    or from (MonadPlus m1)
      bound by an expression type signature:
                 MonadPlus m1 => (b1 -> Bool) -> m1 b1 -> m1 b1
      at <interactive>:1:21-100
      `t' is a rigid type variable bound by
          the inferred type of
          myFilterM :: MonadPlus m => t -> t1 -> (b -> Bool) -> m b -> m b
          at <interactive>:1:5
    The function `f' is applied to one argument,
    but its type `t' has none
    In the first argument of `guard', namely `(f x)'
    In a stmt of a 'do' expression: guard (f x)
Prelude Control.Monad>

我想问题在于:: 没有达到参数。这个小变化（注意单独的类型声明）

let myFilterM f m = do x <- m; guard (f x); return x; myFilterM :: (MonadPlus m) => (b -> Bool) -> m b -> m b

运行没有问题。它可能与 GHC 7 中的新类型检查器有关。