为什么我可以在没有显式或隐式定义的情况下使用 `>>=` 运算符？

Question

为什么我可以在没有显式或隐式定义的情况下使用 `>>=` 运算符？

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我定义了一个类型X，其定义如下：

newtype X i o = X { runX :: Int -> i -> IO o }

我已经创建了一个实例，它包含了Functor、Applicative和Monad。

instance Functor (X i) where
  fmap f a = X $ \ i o -> liftA f $ runX a i o

instance Applicative (X i) where
  pure x  = X $ \ _ _ -> return x
  a <*> b = X $ \ i o -> liftA2 (<*>) (runX a i o) (runX b i o)

instance Monad (X i) where
  return = pure
  a >> b = X $ \ i o -> runX a i o >> runX b i o

显然，我迄今为止无法为>>=提供定义，因此已将其排除在外。我预期编译时会出错，但实际上它只是发出了一个警告。好吧，它并不检查类的所有方法是否被定义了，但那么我肯定不能真正使用>>=。错了，我又错了一次。令我大为惊讶的是，GHCi很高兴地评估了let x = pure 5 >>= pure。 Control.Monad没有导出>>=的默认定义，我也肯定没有定义它，所以这怎么可能呢？

- Kwarrtz

1

我无法使您的“Functor”实例通过类型检查。它抱怨无法将类型“IO（f0 a）”与“i0 -> IO o0”匹配。 - Tikhon Jelvis

1

代码不可编译（例如，在“fmap”定义中应该是“runX a i o”）。也许你在这里粘贴了错误的版本？ - duplode

那对我仍然不起作用，但是去掉 liftA 就可以了。 - Tikhon Jelvis

不，你还有一个liftA2太多了 :P - Ørjan Johansen

1

我相信 GHC 会发出警告。但可能需要使用 -Wall 选项进行编译。此外，如果您定义了一个类，可以使用 MINIMAL 来告诉编译器实例应该提供哪些方法。通过这种方式，您可以提供相互递归的默认实现，同时让编译器知道必须实现其中至少一个方法才能使事情正常工作。 - Bakuriu

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1个回答

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- Tikhon Jelvis · Accepted Answer

根据您更正的定义，如果我尝试定义并使用x，那么我会得到预期的运行时异常：

λ> let x = pure 5 >>= pure :: X Int Int
λ> runX x 5 5
*** Exception: foo.hs:12:10-20: No instance nor default method for class operation GHC.Base.>>=

有两个可能的原因导致您看不到它。

第一个原因是您只运行了let语句，但从未尝试过评估结果。由于Haskell是惰性的，let x = ...实际上并没有执行任何操作。只有当您真正尝试使用它时（例如使用runX），x才会被评估，这时您将遇到错误。

另一个可能性是使用了没有指定类型的let语句：

λ> let x = pure 5 >>= pure
λ> x
5

在这里，x 在使用的单子 m 中是多态的。为了打印出像这样的多态术语的有用信息，ghci 将 m 默认为 IO，这样可以正确地给出 5，但无法告诉您有关自定义单子的任何有用信息。