GHCi无法推导部分IO动作实例：stuff'报错stuff正常的原因与修复

在GHCi中执行下述代码时，stuff 4能正常运行，但stuff' 4会抛出错误。请问这一现象的原因是什么？有没有仅用MkStuff'而非MkStuff的修复方法？

代码及执行结果如下：

ghci> 
:{
class MkStuff s m | m -> s where
  stuff:: s -> m ()

instance MkStuff Int IO where
  stuff = print

class MkStuff' s m | m -> s where
  stuff' :: s -> m

instance MkStuff' Int (IO ()) where
  stuff' = print
:}

ghci> stuff 4
4
ghci> stuff' 4

<interactive>:16:1: error: [GHC-39999]
    • No instance for ‘MkStuff' Integer ()’ arising from a use of ‘it’
    • In the first argument of ‘print’, namely ‘it’   
      In a stmt of an interactive GHCi command: print it

核心差异在于两个类的返回值类型设计和GHCi的交互逻辑：

• 对于stuff，它的类型是s -> m ()。调用stuff 4时，GHC能通过MkStuff Int IO实例直接推导：

  • m是IO，返回值为IO ()；
  • 4会被自动推导为Int（匹配实例要求的s类型）；
  • GHCi遇到IO类型的表达式会自动执行它，不会尝试把它当作普通值打印，因此运行正常。

• 对于stuff'，它的类型是s -> m。调用stuff' 4时，虽然理论上可以通过MkStuff' Int (IO ())实例推导出m是IO ()、4是Int，但GHCi的类型推导出现了歧义：
  GHCi默认会对表达式做两种处理：如果是IO a类型就执行并打印结果；如果是非IO类型就直接打印值。但这里GHCi错误地尝试将stuff' 4的结果当作非IO类型处理，此时4被默认推导为Integer（Haskell字面量默认类型），同时m被约束为()，导致它去寻找不存在的MkStuff' Integer ()实例，最终报错。

有两种简单的修复方式：

方式一：显式指定返回类型 #

调用时直接标注stuff' 4的类型，消除推导歧义：

ghci> stuff' 4 :: IO ()
4

方式二：使用类型应用指定参数 #

开启TypeApplications扩展后，直接指定s的类型为Int，让GHC明确匹配正确的实例：

ghci> :set -XTypeApplications
ghci> stuff' @Int 4
4

内容的提问来源于stack exchange，提问作者141592653