Haskell中为何更泛型的高阶rank类型函数无法通过类型检查？

要理解为什么fun编译失败而fun2成功，核心在于多态类型的实例化方向限制：泛化的多态类型可以被窄化为更具体的类型，但反之不行。

为什么fun2能正常编译 #

fun2的类型签名是：

fun2 :: (forall a. a -> Bool) -> (forall b. [b] -> Bool)

forall a. a -> Bool是一个极度泛化的函数类型——它能接受任意类型的参数（包括所有列表类型），返回布尔值。当我们需要一个forall b. [b] -> Bool类型的函数时，只需要将泛化类型中的a实例化为[b]即可，这完全符合多态类型的实例化规则。因此fun2 arg = arg的定义是合法的：一个能处理任意类型参数的函数，自然能处理所有列表类型的参数。

为什么fun会被GHC拒绝 #

fun的类型签名是：

fun :: ((forall b. [b]) -> Bool) -> ((forall a. a) -> Bool)

(forall b. [b]) -> Bool是一个受限的函数类型——它的参数只能是适配所有列表类型的多态值（比如空列表[]），无法接受非列表类型的多态值（比如能被实例化为Int的undefined）。而(forall a. a) -> Bool要求函数能接受任意类型的多态值，显然前者无法满足这个要求：你不能把一个只能处理列表多态值的函数，强行当成能处理所有类型多态值的函数来用。

本质上，这不是简单的函数子类型逆变问题，而是Rank-2多态类型的实例化规则：泛化类型可以向下兼容具体类型，但具体类型无法向上扩展到泛化类型。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者NisNis