爲什麼此代碼需要Monad約束？

Question

在用monad變換器構建monad堆棧來編寫庫時，我遇到了一個關於它的行爲的問題。

下面的代碼將無法通過類型檢查：

{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving #-} 
module Foo (FooM, runFooM, foo) where 

import Control.Applicative 
import Control.Monad.Reader 

newtype FooM m a = FooM { runFooM :: ReaderT Int m a } 
    deriving (Functor, Applicative, Monad, MonadReader Int) 

foo :: FooM m Int 
foo = do 
    x <- ask 
    return x 

的錯誤是：

$ ghc foo.hs 
[1 of 1] Compiling Foo    (foo.hs, foo.o) 

foo.hs:12:3: 
    No instance for (Monad m) arising from a do statement 
    Possible fix: 
     add (Monad m) to the context of 
     the type signature for foo :: FooM m Int 
    In a stmt of a 'do' block: x <- ask 
    In the expression: 
     do { x <- ask; 
      return x } 
    In an equation for ‘foo’: 
     foo 
      = do { x <- ask; 
       return x } 

解決方法是容易的GHC所暗示的，只是增加了Monad約束到foo功能：

foo :: Monad m => FooM m Int 
foo = do 
    x <- ask 
    return x 

但是在這裏，foo有趣只有ask s的FooM值賦予它的Int值，它已經是一個（自動派生的）MonadReader實例。 所以我認爲Monad約束是不需要m。

我想這涉及到monad變壓器（我使用mlt==2.2.1）， 的實施，但我無法弄清楚確切的原因。 雖然我可能會錯過某些明顯的東西。 你能解釋爲什麼這不通過檢查？

謝謝。

Answer 1

這是因爲對於ReaderT的Monad實例定義爲

instance Monad m => Monad (ReaderT r m) 

即類型ReaderT r m是Monad實例僅當INNEřm是Monad一個實例。這就是爲什麼當使用ReaderT的Monad實例（您的FooM類型通過派生機制使用）時，您不能有無約束的m。

Answer 2

returns type是Monad m => a -> m a，因此需要約束。

Answer 3

按照monad法律，foo ≡ ask，這確實可以在沒有Monad限制的情況下工作。但是，如果您不需要Monad，那麼GHC很難基於這些規律進行簡化，可以嗎？當然不是之前類型檢查代碼。和你寫的是

foo = ask >>= \x -> return x 

語法糖既要有(>>=) :: Monad (FooM m) => FooM m Int -> (Int->FooM m Int) -> FooM m Int和return :: Monad (FooM m) => Int->FooM m Int。

同樣，>>= return對於正確的monad不做任何事情，但對於非monad，它甚至沒有定義，因此不能被忽略。