Haskell中Compose的Contravariant双实例重叠编译错误如何解决？

为什么会报错 #

GHC在查找类型类实例时，首先匹配实例头，不会提前检查实例的约束条件。你给出的两个实例头都是Contravariant (Compose f g)，完全一致，所以在GHC看来就是重复的实例声明，直接在语法检查阶段就会报错，根本不会进入后续的重叠实例优先级判断流程，这也是你加所有重叠相关的扩展和pragma都无效的根本原因。

可以同时保留两个实例的方案 #

最通用且符合Haskell规范的做法是用newtype包装器对两种不同约束的场景做区分，不会引入运行时开销，也不会破坏原有类型类的规则：

1. 为外层是Functor、内层是Contravariant的场景定义独立包装类型：

   newtype ComposeOuterFunctor f g a = ComposeOuterFunctor (Compose f g a)
   
   instance (Functor f, Contravariant g) => Contravariant (ComposeOuterFunctor f g) where
     (>$<) :: (b -> a) -> ComposeOuterFunctor f g a -> ComposeOuterFunctor f g b
     fun >$< ComposeOuterFunctor (Compose fga) = ComposeOuterFunctor $ Compose ((fun >$<) <$> fga)
   

2. 为外层是Contravariant、内层是Functor的场景定义独立包装类型：

   newtype ComposeInnerFunctor f g a = ComposeInnerFunctor (Compose f g a)
   
   instance (Contravariant f, Functor g) => Contravariant (ComposeInnerFunctor f g) where
     (>$<) :: (b -> a) -> ComposeInnerFunctor f g a -> ComposeInnerFunctor f g b
     fun >$< ComposeInnerFunctor (Compose fga) = ComposeInnerFunctor $ Compose ((fun <$>) >$< fga)
   

需要使用对应实例时，按需用对应的newtype包装Compose值即可。

其他不可取的方案说明 #

如果不想用newtype，理论上可以通过开启UndecidableInstances、IncoherentInstances等扩展实现，但这类扩展会破坏类型系统的稳定性，实例解析结果完全不可控，非常不建议在生产或者练习代码中使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Federico