haskell - 免费 Monad 的 MonadError 实例

Question

我用 sum 数据类型创建了一个非常有用的 Free Monad。这抽象了对持久数据存储的访问:

data DataStoreF next = 
     Create    Asset                           ( String -> next)
  |  Read      String                          ( Asset  -> next)
  |  Update    Asset                           ( Bool   -> next)
  |  UpdateAll [Asset]                         ( Bool   -> next)
  |  Delete    Asset                           ( Bool   -> next)
  |  [...] -- etc. etc.
  |  Error     String

type DataStore = Free DataStoreF

我想让 DataStore 成为 MonadError 的实例，并将错误消息处理为 (Free (Error str)):

instance MonadError String DataStore where
  throwError str = errorDS str
  catchError (Free (ErrorDS str)) f = f str
  catchError x _ = x

但是我遇到了重叠实例错误。

创建 DataStore monad 和 MonadError 实例的正确方法是什么？

Answer 1

Free 类型已经为所有 免费 monad 提供了一个 MonadError 实例:

instance (Functor m, MonadError e m) => MonadError e (Free m) where { ... }

当您编写type DataStore = ...时，您只是定义了一个类型别名，它基本上是一个类型级宏。 DataStore 类型的所有使用都将替换为其定义。这意味着使用 DataStore 与直接使用 Free DataStoreF 没有区别，因此当您这样做时:

instance MonadError String DataStore where { ... }

…你实际上正在这样做:

instance MonadError String (Free DataStoreF) where { ... }

...这与上面定义的实例冲突。

为了避免这种情况，您应该定义一个 newtype 来生成一个全新的类型，该类型可以拥有自己的实例，与 Free 上定义的实例无关。如果您使用 GeneralizedNewtypeDeriving 扩展，则可以避免使用单独的 newtype 所需的大量样板:

{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving -}

data DataStoreF next = ...

newtype DataStore a = DataStore (Free DataStoreF a)
  deriving (Functor, Applicative, Monad)

instance MonadError String DataStore where { ... }

这应该避免重叠实例问题，而无需手动写出所有 Functor、Applicative 和 Monad 实例。