添字付けされたデータ族は次のようなシグネチャによって導入される。

data family GMap k :: * -> *

この特別なfamilyが、族を標準的なデータ宣言から区別する。結果の類注釈は省略可能であり、省かれた場合は通常同様に*が使われる。例を示す。

data family Array e

名前の付いた引数にも必要なら明示的な類シグネチャを与えることができる。[http://www.haskell.org/ghc/docs/latest/html/users_guide/gadt.html GADT宣言]の場合と同様、名前付き引数は完全に省略可能なので、Arrayを次のように宣言することもできる。

data family Array :: * -> *

class GMapKey k where
  data GMap k :: * -> *
  ...

  class C a b c where
  data T c a :: *

データとnewtypeの族についてのインスタンス宣言は、通常のデータおよびnewtypeの宣言と良く似ている。違いが二つだけあって、dataあるいはnewtypeキーワードの後にinstanceが書かれることと、型引数の一部または全てが変数でない型であってもよいということである。ただし、これにforall型や型シノニム族が含まれていてはいけない。しかし、一般にデータ族が型パラメタ中にあってもよく、型シノニムも、それが完全に適用されていて、しかも展開結果が合法であるなら、認められる。これはクラスインスタンスのパラメタにおいて型シノニムが現れてよい条件と全く同じである。例として、GMapのEitherインスタンスは次のようになる。

data instance GMap (Either a b) v = GMapEither (GMap a v) (GMap b v)

この例では、宣言にただ一つのvariantしかないが、一般にはいくつあってもよい(訳注: データ構築子が複数あってもいいということ？)。

データインスタンス宣言およびnewtypeインスタンス宣言は適切な族宣言がスコープにある場合のみ認められる。これはちょうど、クラスインスタンス宣言にクラス宣言が可視であることが必要なのと同じである。さらに、各インスタンス宣言は、その族宣言によって決まる類に準拠していなければならない。つまり、インスタンス宣言のパラメタの個数は、その族の類から決まるアリティと一致するということである。

データ族インスタンス宣言は、通常のdataやnewtype宣言が持つ表現力を完全に利用できる。

型族が最上位の宣言によって定義されている場合でも、異なる族インスタンスに対して異なる計算を行う関数は相変らず型クラスのメソッドとして定義されねばならないことがある。特に、以下は不可能である。

data family T a
data instance T Int  = A
data instance T Char = B
foo :: T a -> Int
foo A = 1             -- 間違い: この二つの等式をいっしょにすると...
foo B = 2             -- ...型エラーが発生する

代わりに、fooをクラスの演算として書かなければならないだろう。

class C a where 
  foo :: T a -> Int
instance Foo Int where
  foo A = 1
instance Foo Char where
  foo B = 2

(GADT(一般化代数的データ型)の提供する機能を見ると、上のような定義が可能であるべきだと思えるかもしれない。しかし、型族は、GADTとは対照的に、開かれている。つまり、常に新しいインスタンスを加えることが可能な(しかも別モジュールでかもしれない)のである。異なるデータインスタンスに跨がるパターン照合に対応するには、一種の拡張可能なcase構造が必要になることだろう。)

instance (GMapKey a, GMapKey b) => GMapKey (Either a b) where
  data GMap (Either a b) v = GMapEither (GMap a v) (GMap b v)
  ...

class C a b where
  data T a

instance C [c] d where
  data T [c] = MkT (c, d)    -- 間違ってるよ!!  「d」はスコープにない

data GMap () v = GMapUnit (Maybe v)
               deriving Show

instance Show v => Show (GMap () v) where ...

型族とデータ構築子の関連は、通常のデータ型やnewtypeの宣言の場合と比べて動的である。通常の場合、インポートリストやエクスポートリストにおけるT(..)という記法は、その型構築子と、その宣言で導入された全てのデータ構築子を記述するものである。一方、族宣言はデータ構築子を導入することがない。代わりにデータ構築子は族インスタンスによって導入される。結果として、ある型族にどのデータ構築子が関連しているかは、その族についてのインスタンス宣言として今どれが可視であるかに依存する。従って、T(..)という形のインポート/エクスポート項目は、その族構築子と、それのデータ構築子のうちで現在可視であるもの全てを表す。エクスポート項目の場合、これにはそのモジュールにインポートされたものも、そのモジュールで定義されたものも含まれる。GMap(GMapEither)のように、データ構築子を明示的に列挙したエクスポート/インポート項目の扱いも同様である。

添字付けされた型族は次のようなシグネチャによって導入される。

type family Elem c :: *

この特別なfamilyによって、通常の型宣言と族宣言が区別される。結果の類注釈は省略可能であり、通常と同様に、省略された場合は*が使われる。例えば次のようになる。

type family Elem c

必要ならパラメタにも明示的な類シグネチャを付けることができる。型族宣言におけるパラメタの数をその族のアリティと呼び、その型族の適用は全てそのアリティに対して完全に飽和していなければ(訳注: つまり部分適用であっては)ならない。この制限は通常の型シノニムにはないものである。これにより、型族の類を知っただけではその族のアリティを決定できないので、型族の適用が正しいものかどうかも一般的には判断できない。例として、次の宣言を考える。

type family F a b :: * -> *   -- Fの類は全体として見れば * -> * -> * -> *
                              -- しかし、アリティは2である

この宣言のもとで、以下に正しい型と間違った型の例を示す。

F Char [Int]       -- 正 類: * -> *
F Char [Int] Bool  -- 正 類: *
F IO Bool          -- 誤 最初の引数で類が不一致
F Bool             -- 誤 適用が飽和していない

class Collects ce where
  type Elem ce :: *
  ...

class C a b c where
  type T c a :: *

型族のインスタンス宣言は通常の型シノニム宣言によく似ている。違いは、typeキーワードの後にinstanceが書かれることと、型引数の一部または全部が変数でなくてもよいことの二点だけである。ただし、型引数は、forall型や型シノニム族を含んでいてはならない。一方、一般にデータ族はあってもよく、型シノニムも、完全に適用されており、かつ展開結果が合法であるなら認められる。これらはデータインスタンスの場合と全く同じ制限である。例として、[e]のElemインスタンスは次のようになる。

type instance Elem [e] = e

型族インスタンス宣言は、適切な族宣言がスコープにあるときのみ認められる。これはちょうど、クラスインスタンスにはクラス宣言が可視であることが必要なのと同じである。さらに、個々のインスタンス宣言は、その族宣言によって決まる類に準拠していなければならず、インスタンス宣言の型パラメタの数は族宣言の型パラメタの数と一致していなければならない。最後に、型インスタンスの右辺は単相型でなければ(つまり、forallを含んでいては)ならず、また飽和した通常の(訳注: vanilla; 型シノニム族でない)型シノニムを全て展開した時点で、族シノニム以外のシノニムが残っていてはならない。許される型インスタンスとそうでない型インスタンスの例をいくつか挙げる。

type family F a :: *
type instance F [Int]              = Int         -- OK!
type instance F String             = Char        -- OK!
type instance F (F a)              = a           -- 誤: 型パラメタが型族に言及している
type instance F (forall a. (a, b)) = b           -- 誤: 型パラメタの中にforall型がある
type instance F Float              = forall a.a  -- 誤: 右辺がforall型であってはならない

type family G a b :: * -> *
type instance G Int            = (,)     -- 誤: 引数は二つでないといけない
type instance G Int Char Float = Double  -- 誤: 引数は二つでないといけない

instance (Eq (Elem [e])) => Collects ([e]) where
  type Elem [e] = e
  ...

type instance F (a, Int) = [a]
type instance F (Int, b) = [b]   -- 重複が許される

type instance G (a, Int)  = [a]
type instance G (Char, a) = [a]  -- 非合法な重複、[Char] /= [Int]であるため

type instance F t1 .. tn = t

型文脈にはt1 ~ t2という形の同値性制約を含めることができる。これは、t1とt2の二つの型が同じでなければならないということを示す。型族の存在下では、一般に二つの型が等しいかどうかを局所的に決めることは出来ない。このため、次の例のように、関数のシグネチャの文脈に同値性制約が使われることがある。

sumCollects :: (Collects c1, Collects c2, Elem c1 ~ Elem c2) => c1 -> c2 -> c2

ここでは、c1とc2の要素の型が同じであることを要求している。一般に、同値性制約におけるt1とt2は任意の単相型であってよい。単相型であるというのは、ランクの高い型が有効になっているかどうかにかかわらず、量化子を含んでいてはならないということである。

同値性制約は、クラスとインスタンスの文脈でも使うことができる。前者によって、関数従属を使うプログラムから、代わりに族シノニムを使うプログラムへの、単純な翻訳が出来るようになる。一般的な考え方として、次のような形のクラス宣言があったとする。

class C a b | a -> b

これを、以下のように書き換える。

class (F a ~ b) => C a b where
  type F a

つまり、すべてのa1 .. an -> bという関数従属性(FD)について、これをF a1 .. anというFD型族とF a1 .. an ~ bというスーパークラス文脈の同値性で表現することで、実質的に関数従属性に名前を与えている。クラスインスタンスでは、FD族の型インスタンスをクラス頭部に沿った形で定義する。この過程でメソッドのシグネチャは影響を受けない。

注意: スーパークラス文脈における同値性はGHC 6.10では完全には実装されていない。

型族のもとでは、インスタンス頭部の形式についての規則(7.6.3.1. インスタンス頭部に関する規則の緩和で与えられている)を拡張する必要がある。特に、

後者の制約があるのは、これを検査する方法がないからである。次の例を考えよ。

   type family F a
   type instance F Bool = Int

   class C a

   instance C Int
   instance C (F a)

ここで、(C (F Bool))という制約は両方のインスタンスに適合する。F Boolの型インスタンスは別のモジュールにあるかもしれず、さらにはまだ書かれていないモジュールにあることさえあり得るので、この状況は特にまずい。