动态覆写类型类方法：如何用T类型自定义相等函数调用需Eq约束的预定义函数？

核心思路是通过newtype包装原类型，为包装类型自定义Eq实例（使用T中携带的相等函数），这样就能直接调用需要Eq约束的预定义函数，无需重写。

以实现elemIndices'为例：

import Data.List (elemIndices)

data T a = T (a -> a -> Bool) [a]

elemIndices' :: a -> T a -> [Int]
elemIndices' x (T eq xs) = elemIndices (Wrap x) (map Wrap xs)
  where
    -- 局部定义包装类型
    newtype Wrap b = Wrap b
    -- 为包装类型实现Eq实例，复用传入的eq函数
    instance Eq (Wrap b) where
      Wrap a == Wrap b = eq a b

原理说明 #

1. Wrap作为newtype是编译期语法糖，运行时不会带来额外开销，仅用于为原类型附加自定义Eq逻辑。
2. 在where块中为Wrap b定义的Eq实例，会把==操作完全映射到传入的eq函数上——这样预定义的elemIndices会自动使用我们指定的相等规则，而非原类型的默认Eq实例。
3. 把目标元素x和列表xs都包装成Wrap类型后调用elemIndices，由于列表长度、元素位置完全不变，返回的索引结果直接对应原列表。

测试验证 #

• 传入elemIndices' 1 (T (==) [0,1,2,1,3])，结果为[1,3]，和Data.List.elemIndices默认行为一致。
• 传入elemIndices' 1 (T (/=) [0,1,2,1,3])，结果为[0,2,4]，符合自定义相等逻辑的预期。

如果追求更高效率，可利用coerce替代map（newtype的零开销特性）：

import Data.List (elemIndices)
import Data.Coerce (coerce)

data T a = T (a -> a -> Bool) [a]

elemIndices' :: a -> T a -> [Int]
elemIndices' x (T eq xs) = coerce (elemIndices (Wrap x) (coerce xs :: [Wrap a]))
  where
    newtype Wrap b = Wrap b
    instance Eq (Wrap b) where
      Wrap a == Wrap b = eq a b

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mingmingrr