[Haskell] インスタンス宣言の書き換え

Question

特定の型に対して、1つのインスタンス宣言部だけを上書きして新しい型とする事は可能でしょうか。

やりたい事の具体例を2つ挙げると、

1. なんらかの型Tに対して、instance Ord Tだけを書き換えて順序付けを変更する。
   Tの他の機能はそのまま使えるようにしつつ、いちいちsortByとかを使わなくて良いようにするため。
2. instance Show (Tree a)を書き換えて、木構造を字下げ構文で表現するようにする。

追記

GeneralizedNewtypeDerivingを利用して妥協するのも良いのですが、まだ少し不便な部分があります。
引き継ぐ前のインスタンスはderivingで引き継げますが、その他は引き継げません。
例えばIntのOrd以外を引き継いだとして、その他の四則演算などの関数は全て定義し直しです。
またTree aを引き継いだ場合、Eqとかは引き継げますが、Functorとかは引き継げないです。
この辺を解決するのはやはり無理ですかね？

Answer 1

インスタンスを変えるには型を変える必要があります。この場合適しているのは newtype でくるむことです。

標準では deriving 句に指定できる型クラスには制限がありますが、GeneralizedNewtypeDeriving 言語拡張を有効にすることで newtype の場合にはその制限を緩めることができます。

{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving #-}

data A = A { … } deriving (Show, Read, Eq, Ord, Bounded)

class C1 a where
  …

class C2 a where
  …

instance C1 A where
  …

instance C2 A where
  …

newtype B = B A deriving ( Show, Read, Eq, Ord, Bounded -- これらは標準で導出できる
                         , C1 -- これは generalized newtype deriving を有効にすると導出できる
                         )

instance C2 B where -- 書き換えたいものは手動で実装する
  …

deriving に実装を変えたくない型クラスを列挙する必要がありますがこれでできます。

Answer 2

1つの型の1つのインスタンスだけを書き換えて、同じ型における他のあらゆるインスタンスをそのまま利用する、ということですよね？
残念ながらできません。

ただし、 GeneralizedNewtypeDeriving GHCの言語拡張を使えば、1つの型の1つのインスタンスを書き換えつつ、同じ型における他の明示的に選ばれたインスタンスをそのまま引き継いだ、別の型を作るということはできます。

（以下のコードはGHCiに貼り付けることを想定しています。> はプロンプトです）

-- 書き換え対象となる型
> data T = T1 | T2 deriving (Eq, Ord, Show)

> :{
> class SomeClass a where
>   someMethod :: a -> String
> :}

> :{
> instance SomeClass T where
>   someMethod _ = "I'm T!"
> :}

-- derivingで作られた、普通のOrdやShowのインスタンス
> T1 < T2
True
> T1 > T2
False

> show T1
"T1"

-- GeneralizedNewtypeDerivingをGHCi上で有効にするにはこう書く
> :set -XGeneralizedNewtypeDeriving

-- GeneralizedNewtypeDerivingを使っているおかげで、
-- TのSomeClassのインスタンスをderivingで引き継ぐことができる
> newtype NewT = NewT T deriving (Eq, SomeClass)

-- NewTのOrd型クラスのインスタンスのみ、
-- Tのそれと逆に振る舞うように定義できる
> :{
> instance Ord NewT where
>   (NewT T1) <= (NewT T2) = False
>   _         <= _         = True
> :}

> NewT T1 < NewT T2
False
> NewT T1 > NewT T2
True

-- ただし、Show型クラスのインスタンスについてはderivingに書いていないので引き継げていない
> show (NewT T1)

<interactive>:39:1: error:
    • No instance for (Show NewT) arising from a use of ‘show’
    • In the expression: show (NewT T1)
      In an equation for ‘it’: it = show (NewT T1)