Haskell技术疑问：如何将具体类型转换为公共类型类MySqlClient？

首先，你的代码报错的核心原因是Haskell的参数化多态和你期望的“根据输入返回不同具体类型”的需求不匹配。

你写的loadClient类型签名MySqlClient client => String -> client表达的是：调用者可以指定任意一个实现了MySqlClient的类型client，函数都要返回该类型的值。但显然你的函数做不到这一点——当输入是"fake"时，你只能返回MySqlFakeClient，不可能返回MySqlHttpClient，所以编译器会报错，因为它无法证明MySqlFakeClient 1能满足任意的client类型约束。

那怎么实现“根据输入返回不同的、都实现了MySqlClient的类型”呢？下面是几种常见的解决方案：

方案一：用代数数据类型（Sum Type）包装具体客户端 #

这是最直观的方式，创建一个新的类型来包裹所有可能的客户端实现，然后为这个包裹类型实现MySqlClient接口：

-- 保留你原来的定义
data MySqlHttpClient = MySqlHttpClient String
data MySqlFakeClient = MySqlFakeClient Int

class MySqlClient client where
  config :: client -> String

instance MySqlClient MySqlHttpClient where
  config (MySqlHttpClient url) = url

instance MySqlClient MySqlFakeClient where
  config (MySqlFakeClient myInt) = show myInt

-- 新增包裹类型
data MySqlClientWrapper
  = WrapFake MySqlFakeClient
  | WrapHttp MySqlHttpClient

-- 为包裹类型实现MySqlClient
instance MySqlClient MySqlClientWrapper where
  config (WrapFake c) = config c
  config (WrapHttp c) = config c

-- 修改loadClient的返回类型为包裹类型
loadClient :: String -> MySqlClientWrapper
loadClient "fake" = WrapFake (MySqlFakeClient 1)
loadClient "prod" = WrapHttp (MySqlHttpClient "http://www.google.com")
loadClient _ = error "unknown client type"

现在loadClient返回的是一个具体的MySqlClientWrapper类型，你可以直接对它调用config函数，它会根据内部包裹的实际类型转发调用。

方案二：使用存在类型（Existential Types） #

如果你不想手动写包裹类型的每个分支，可以使用存在类型，需要启用ExistentialQuantification扩展：

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}

data MySqlHttpClient = MySqlHttpClient String
data MySqlFakeClient = MySqlFakeClient Int

class MySqlClient client where
  config :: client -> String

instance MySqlClient MySqlHttpClient where
  config (MySqlHttpClient url) = url

instance MySqlClient MySqlFakeClient where
  config (MySqlFakeClient myInt) = show myInt

-- 定义存在类型，包裹任何实现了MySqlClient的类型
data AnyMySqlClient = forall client. MySqlClient client => AnyMySqlClient client

-- 为存在类型实现MySqlClient
instance MySqlClient AnyMySqlClient where
  config (AnyMySqlClient c) = config c

-- 修改loadClient返回存在类型
loadClient :: String -> AnyMySqlClient
loadClient "fake" = AnyMySqlClient (MySqlFakeClient 1)
loadClient "prod" = AnyMySqlClient (MySqlHttpClient "http://www.google.com")
loadClient _ = error "unknown client type"

AnyMySqlClient是一个“存在容器”，它可以容纳任何实现了MySqlClient的类型，同时对外暴露MySqlClient的接口。

方案三：使用GADT（广义代数数据类型） #

GADT是存在类型的一种更灵活的写法，需要启用GADTs扩展：

{-# LANGUAGE GADTs #-}

data MySqlHttpClient = MySqlHttpClient String
data MySqlFakeClient = MySqlFakeClient Int

class MySqlClient client where
  config :: client -> String

instance MySqlClient MySqlHttpClient where
  config (MySqlHttpClient url) = url

instance MySqlClient MySqlFakeClient where
  config (MySqlFakeClient myInt) = show myInt

-- 用GADT定义容器
data MySqlClientGADT where
  MySqlClientGADT :: MySqlClient client => client -> MySqlClientGADT

-- 为GADT实现MySqlClient
instance MySqlClient MySqlClientGADT where
  config (MySqlClientGADT c) = config c

loadClient :: String -> MySqlClientGADT
loadClient "fake" = MySqlClientGADT (MySqlFakeClient 1)
loadClient "prod" = MySqlClientGADT (MySqlHttpClient "http://www.google.com")
loadClient _ = error "unknown client type"

这个方案和存在类型的效果类似，但GADT的写法更灵活，后续如果需要扩展接口也更方便。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nicolas Henin