HaskellのRank2Typesがだいぶわかるやつ

　存在型はheterogeneousリストなどの例がわかりやすいですけど、Rank2Types (or RankNTypes) はなかなかわかりやすい例がない気がしますー。
今回、存在型とRank2Typesを使って、いい感じなコード例を作ったので報告いたします :)

• What is Rank2Types ?
  • どのようなものであるかは、こちらで示されています
  • haskell.org - Rank-2 Types

仮定する知識

1. 存在型 (ExistentialQuantification)
   • ここでわかる -> Haskell/存在量化された型 - Wikibooks
2. IsString (OverloadedStrings)
   • 文字列リテラルをText型やByteString型として (IsString a => a型として) 扱えるようになるやつ
   • 具体的にはs = "ahoge" :: IsString a => aが有効なコードになる

ここでわかる知識

1. 2ランク多相 (Rank2Types)
   • が用いられた事例のうち一つがわかる

例

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}
{-# LANGUAGE Rank2Types #-}

import Data.String (IsString)
import Data.Text (Text)
import Shelly (run_)
import System.EasyFile (doesFileExist)

type FilePath' = forall s. IsString s => s

flagFile :: FilePath'
flagFile = "/tmp/flag"

-- ここに、shellyを使ったほうがいい事情があるとします。
-- 故にshelly使います (※)
createFlagFile :: IO ()
createFlagFile = shelly $ run_ "rm" ["-f", flagFile]

flagFileExists :: IO Bool
flagFileExists = doesFileExist flagFile

• ※ 実際は「xmonadでシェルスクリプトライクなことしたかったけど、spawnだと型付けできなかったりした」というあれがあった
• 問題は、期待する文字列型の不一致
  • run_ :: FilePath -> [Text] -> Sh ()
    • [Text]
  • doesFileExist :: FilePath -> IO Bool
    • FilePath
    • FilePath = String

解説

　ここで存在型とRank2多相を同時に用いた

type FilePath' = forall s. IsStrings s => s

という型があって、
これはExistentialQuantificationが無いと　そもそも構文的に許されませんし（右辺にforallがある）
Rank2Typesが無いと　この深さのforallは許されないぷりっ！

深さ

　Rank2というのはforallの深さが2であるということらしいです！
（この時点で、2ランク多相が一般化された、Nランク多相(RankNTypes)のことについてわかっていない）

　ランク1多相というのは、つまりは通常の多相です。
具体的には

f :: a -> a

これなの。

しかしこれは、こちらで示されている通り

g :: (a -> a) -> (Bool, Char)
g f = (f True, f 'a')

このfがランク1多相なので
f :: a -> a　が
f :: Bool -> Bool　なのか
f :: Char -> Char　なのか
が決定できないぷり。 ぷりぃ……。

ここでランク2多相にすること

g :: (forall a. a -> a) -> (Bool, Char)
g f = (f True, f 'a')

によって、解決されます！

解決

　という理由により「TextでもStringでもある型のシノニム」として

type FilePath' = forall s. IsString s => s

を導入し

flagFile :: FilePath'
flagFile = "/tmp/flag"

-- 1
createFlagFile :: IO ()
createFlagFile = shelly $ run_ "rm" ["-f", flagFile]

-- 2
flagFileExists :: IO Bool
flagFileExists = doesFileExist flagFile

このような2つの決定をすることができました！ ということなの！

かしこまっ！

終わり

この記事は、プリパラ2期を見ながら書かれたぷりっ。
ぷしゅ〜〜。