Rust には std::str::FromStr という trait があり，データ型がこれを実装すると，from_str という名前の associated function^*1 を通じて，str からそのデータ型に変換できるようになる．

use std::str::FromStr;

fn main() {
    let x = i32::from_str("42");
    println!("{}", x.unwrap()) // 42
}

これだけ見れば，特に取り立てて議論するべき点はない．

一方．str は parse というメソッドを持っていて，文字通り文字列のパーズを行うのだが，以下のようなシグネチャをしている．

fn parse<F>(&self) -> Result<F, F::Err>
where F: FromStr

str である自身を受け取って，Result<F, F::Err> 型を返す——ただし，F は FromStr trait を実装している^*2——といったところだ．前述した std::str::FromStr::from_str と同じことをしているが，いわば見る視点が逆転しているのである．つまり，std::str::FromStr::from_str は，Self から str を，std::str::parse は，str から F を，それぞれ眺めている．

さて，前者は str に視点を定めればよいのは明らかだが，立場が逆になるとうまくいかない．F は多相なので，どこを見ればよいかが定かでない．

具体例を挙げよう．次のコードはコンパイルできない．"42" という文字列をどの型の値としてパーズしたいかがわからないからだ．

fn main() {
    let x = "42".parse();
    println!("{}", x.unwrap())
}

/*
error[E0284]: type annotations required: cannot resolve `<_ as std::str::FromStr>::Err == _`
 --> /var/folders/5h/7wt7yl7n24v72zsz77_3w_w00000gn/T/vKY0lB7/51.rs:2:18
  |
2 |     let x = "42".parse();
  |                  ^^^^^
*/

エラーメッセージに従って，型注釈を与えてやれば，コンパイルに成功する．

use std::num::ParseIntError;

fn main() {
    let x: Result<i32, ParseIntError> = "42".parse();
    println!("{}", x.unwrap()) // 42
}

ところで，i32 のパーズに失敗した際のエラーは ParseIntError だと分かり切っている．i32 という記述から推論させられないものだろうか．

実は Rust は，多相である parse メソッドに，変換先の型の情報を渡して，型を限定する文法を提供している．これは "turbofish" と呼ばれ ::<> という形をしている．先程のコードを turbofish を使って書き直す場合，parse メソッドとメソッド呼び出しの () の間に ::<i32> と書いてやる．

fn main() {
    let x = "42".parse::<i32>();
    println!("{}", x.unwrap()) // 42
}

関数の型 (&str -> Result<i32, ParseIntError>) を直接指定しているのではなく，関数に型 i32 を，あたかも引数のように与えているという点に注目してほしい．これは $\Lambda$ で抽象化された型 F に i32 という具体型を渡して，関数全体の型を決定するという操作に相当しているのだと思う．

さて，Haskell にこのような文法はなかったかと考えたが，先日 Haskell Day 2016 に赴いた際に，SPJ が System F の話をしていて，GHC 8.0 から，Type Application という機能が導入された^*3と話していたことを思い出した．これを用いると，Haskell でも以下のように @Int という記法で，多相な関数に Int 型を適用して単相化することができる．

{-# LANGUAGE TypeApplications #-}

import Text.Read (readEither)

unwrap :: Either a b -> b
unwrap = either undefined id

main = print $ unwrap (readEither @Int "42") -- 42

Rust の Result に対応して，Either を用いた．

GHCi を使えば，多相な関数に型を適用して，単相な関数にする過程を実際に確かめることができる．

$ ghci

> :set -XTypeApplications

> :t read
read :: Read a => String -> a

Prelude> :t read "42"
read "42" :: Read a => a

> read "42"
*** Exception: Prelude.read: no parse

> :t read @Int
read @Int :: String -> Int

> :t read @Int "42"
read @Int "42" :: Int

> read @Int "42"
42

Hindley-Milner 型システムは強力であり，プログラマが直接型を明示しなければコンパイルできない，といった状況はそう多くない．しかしながら，幾つか例外があり，そのような場合に値ないし関数に，完全な形で注釈を与えることは，しばしば煩わしい作業である．let x: Result<i32, ParseIntError> や (read :: String -> Int) 42 などという冗長な書き方をしなくても済むように，このような仕組みを言語や処理系が提供してくれることは心強い．

以上の内容は，rustc 1.12.0 および ghc 8.0.1 での挙動に基づいている．

脚注#

*1: 引数として self を取らないもの．他の言語で言う static method や class method などに相当する．

*2: 個人的にこの where というキーワードは (少なくとも初学者にとっては) Haskell における => よりもわかりやすいと思っている．Rust の影響を色濃く受ける Swift でも採用されている．

*3: 実際には，以前から内部的に実装されていたものを，一部使えるようにしたらしい．