Haskell中Monad中的“刚性类型变量”问题

Question

我正在尝试更好地学习 monad，并在 Haskell 中使用它。我以这种方式定义了一个 monad：

module TESTMonad where

import Control.Monad

newtype TEST i = TEST {getTEST :: ((i, Int), Int)} deriving (Show, Eq, Ord)

instance Functor TEST where
    fmap f (TEST ((x,y), z)) = TEST ((f x, y), z)

instance Applicative TEST where
    pure = return
    tf <*> tx = tf >>= \f -> tx >>= \x -> return (f x)

instance Monad TEST where
    return x = TEST ((x, 1), 1)
    (TEST ((x, y), z)) >>= f = TEST ((plusOne a, b), c)
        where
                ((a, b), c) = getTEST (f x)

plusOne :: Int -> Int
plusOne x = x+1

但我在尝试编译时收到以下错误：

TESTMonad.hs:16:47: error:
    • Couldn't match expected type ‘Int’ with actual type ‘b’
      ‘b’ is a rigid type variable bound by
        the type signature for:
          (>>=) :: forall a b. TEST a -> (a -> TEST b) -> TEST b
        at TESTMonad.hs:16:24
    • In the first argument of ‘plusOne’, namely ‘a’
      In the expression: plusOne a
      In the expression: (plusOne a, b)
    • Relevant bindings include
        a :: b (bound at TESTMonad.hs:18:19)
        f :: a -> TEST b (bound at TESTMonad.hs:16:28)
        (>>=) :: TEST a -> (a -> TEST b) -> TEST b
          (bound at TESTMonad.hs:16:5)
Failed, modules loaded: none.

我清楚地知道我可能会以错误的方式做很多事情，但我不知道它们是什么。任何评论将不胜感激。提前谢谢！

Answer 1

Monad 实例不能被约束。 (>>=) 的类型必须是

Monad m => m a -> (a -> m b) -> m b

但是你的定义，使用plusOne :: Int -> Int，使得类型

Monad m => m Int -> (Int -> m Int) -> m Int

您可以安全地将plusOne 应用到包裹在TEST 中的任何其他值，因为它们已经定义为Ints。

(>>=) 的定义不知道x 的类型可能是什么，调用者可以选择f，所以它也不知道f x 的类型可能是什么。因此，除了按原样使用它之外，您实际上无法对它做任何事情。