Ответ 1
Предоставляя явную подпись типа, вы не позволяете GHC делать определенные предположения о вашем коде. Я приведу пример (взятый из этого question):
foo (x:y:_) = x == y
foo [_] = foo []
foo [] = False
Согласно GHCi, тип этой функции Eq a => [a] -> Bool, как и следовало ожидать. Однако, если вы объявите foo с этой сигнатурой, вы получите ошибку "неоднозначной переменной типа".
Причина, по которой эта функция работает только без сигнатуры типа, связана с тем, как работает проверка типов в GHC. Когда вы опускаете сигнатуру типа, предполагается, что foo имеет монотип [a] -> Bool для некоторого фиксированного типа a. Как только вы закончите набирать группу привязки, вы обобщаете типы. Это где вы получите forall a. ....
С другой стороны, когда вы объявляете подпись полиморфного типа, вы явно указываете, что foo является полиморфным (и, следовательно, тип [] не должен соответствовать типу первого аргумента) и стрелу, вы получить неоднозначную переменную типа.
Теперь, зная это, сравните ядро:
fib = 0:1:zipWith (+) fib (tail fib)
-----
fib :: forall a. Num a => [a]
[GblId, Arity=1]
fib =
\ (@ a) ($dNum :: Num a) ->
letrec {
fib1 [Occ=LoopBreaker] :: [a]
[LclId]
fib1 =
break<3>()
: @ a
(fromInteger @ a $dNum (__integer 0))
(break<2>()
: @ a
(fromInteger @ a $dNum (__integer 1))
(break<1>()
zipWith
@ a @ a @ a (+ @ a $dNum) fib1 (break<0>() tail @ a fib1))); } in
fib1
И для второго:
fib :: Num a => [a]
fib = 0:1:zipWith (+) fib (tail fib)
-----
Rec {
fib [Occ=LoopBreaker] :: forall a. Num a => [a]
[GblId, Arity=1]
fib =
\ (@ a) ($dNum :: Num a) ->
break<3>()
: @ a
(fromInteger @ a $dNum (__integer 0))
(break<2>()
: @ a
(fromInteger @ a $dNum (__integer 1))
(break<1>()
zipWith
@ a
@ a
@ a
(+ @ a $dNum)
(fib @ a $dNum)
(break<0>() tail @ a (fib @ a $dNum))))
end Rec }
С явной сигнатурой типа, как и с foo выше, GHC должен рассматривать fib как потенциально полиморфно-рекурсивное значение. Мы могли бы передать несколько разных словарей Num в fib в zipWith (+) fib ..., и в этот момент нам пришлось бы отбросить большую часть списка, так как разные Num означают разные (+). Конечно, после компиляции с оптимизацией GHC замечает, что словарь Num никогда не изменяется во время "рекурсивных вызовов" и оптимизирует его.
В ядре выше вы можете увидеть, что GHC действительно дает fib a Num словарь (с именем $dNum) снова и снова.
Поскольку fib без сигнатуры типа считалось мономорфным до того, как было завершено обобщение всей группы связывания, подчасти fib получили точно такой же тип, как и весь fib. Благодаря этому fib выглядит следующим образом:
{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables #-}
fib :: forall a. Num a => [a]
fib = fib'
where
fib' :: [a]
fib' = 0:1:zipWith (+) fib' (tail fib')
И поскольку тип остается фиксированным, вы можете использовать только один словарь, указанный в начале.