为什么此代码需要Monad约束？

Question

在用monad变换器构建monad堆栈来编写库时，我遇到了一个关于它的行为的问题。

下面的代码将无法通过类型检查：

{-# 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 

的错误是：

$ 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 } 

解决方法是容易的GHC所暗示的，只是增加了Monad约束到foo功能：

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

但是在这里，foo有趣只有ask s的FooM值赋予它的Int值，它已经是一个（自动派生的）MonadReader实例。 所以我认为Monad约束是不需要m。

我想这涉及到monad变压器（我使用mlt==2.2.1）， 的实施，但我无法弄清楚确切的原因。 虽然我可能会错过某些明显的东西。 你能解释为什么这不通过检查？

谢谢。

Answer 1

这是因为对于ReaderT的Monad实例定义为

instance Monad m => Monad (ReaderT r m) 

即类型ReaderT r m是Monad实例仅当INNEřm是Monad一个实例。这就是为什么当使用ReaderT的Monad实例（您的FooM类型通过派生机制使用）时，您不能有无约束的m。

Answer 2

returns type是Monad m => a -> m a，因此需要约束。

Answer 3

按照monad法律，foo ≡ ask，这确实可以在没有Monad限制的情况下工作。但是，如果您不需要Monad，那么GHC很难基于这些规律进行简化，可以吗？当然不是之前类型检查代码。和你写的是

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

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

同样，>>= return对于正确的monad不做任何事情，但对于非monad，它甚至没有定义，因此不能被忽略。