Haskell与PureScript中$运算符差异、相关类型规则及对runST的影响

GHC 针对$运算符的特殊类型规则 #

标准 Haskell 中$运算符的默认类型签名为：

($) :: (a -> b) -> a -> b

受限于标准 Hindley-Milner 类型系统的谓词限制（不允许将类型变量实例化为带forall量词的多态类型），普通的$函数无法处理接收秩2及以上多态参数的场景。GHC 为$添加的特殊类型规则本质是：对f $ x做类型检查时，直接等价于检查f x的类型，不会将$作为普通二元函数处理，会完整保留右参数x的多态性（包括嵌套的类型量词）传递给左函数f，不需要提前将右参数的类型具象化。

该规则对runST调用的影响 #

runST是典型的秩2类型函数，它的类型签名为：

runST :: forall a. (forall s. ST s a) -> a

它要求传入的参数必须是对任意状态标记s都有效的ST s a类型值（参数位置的嵌套forall s就是强制该参数的多态性）。
如果$是普通函数：

• 类型推导时会尝试将$的类型参数a匹配为do块的类型，而默认规则不允许将a实例化为带forall s的多态类型，会提前把do块的s具象为某个固定类型，最终导致参数类型和runST的要求不匹配，报类型错误。
  而 GHC 的特殊规则生效时：
• runST $ do ...的类型检查逻辑和runST (do ...)完全一致，do块的完整多态类型会被保留，刚好匹配runST要求的秩2参数类型，因此可以正常通过类型检查。

PureScript 没有为$实现这个特殊规则，$就是普通的二元函数，因此runST $ do ...会触发类型错误，只能选择无运算符的runST do ...或者括号包裹的runST (do ...)写法绕开这个限制。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Joe