能否在基于Alternative的asumThese函数中移除Monad约束？

我使用these库编写了如下函数：

import Control.Applicative (Alternative ((<|>)), optional)
import Data.These (These(..))

asumThese :: (Alternative f, Monad f) => f a -> f b -> f (These a b)
asumThese x y = optional x >>= \case
  Just x' -> maybe (This x') (These x') <$> optional y
  Nothing -> That <$> y

请问是否可以移除Monad约束，或者必须使用bind？我直觉认为无法避免Monad约束，但希望有人能解释原因，帮助我日后判断哪些函数需要Monad，哪些可泛化为Applicative或Alternative。我感觉这与Monad的顺序执行特性有关，但无法明确区分，因为f <$> x <*> y和f <$> y <*> x也存在顺序差异，Applicative同样有顺序性。

结论与解释 #

这个函数确实无法移除Monad约束，核心原因在于你需要根据optional x的执行结果动态决定后续操作——这种“用前一步结果选择下一步做什么”的逻辑，正是Monad独有的核心能力，Applicative做不到这一点。

你提到Applicative也有顺序性，这点没错，但Applicative的顺序是静态、提前固定的：不管x执行出什么结果，f <$> x <*> y里y都会被执行，只是把两者的结果结合；反过来f <$> y <*> x也是先执行y再执行x，顺序不会因为前一步的结果改变。

但你的函数逻辑是动态分支的：

• 当optional x返回Just x'时，执行optional y并根据其结果生成This或These
• 当optional x返回Nothing时，直接执行y生成That

这里后续要执行的操作（是调用optional y还是y）完全由x的执行结果决定，这种动态选择只能通过Monad的>>=（bind）实现。Applicative没有提供这种分支能力，它只能描述固定顺序的组合，无法根据前一步结果调整后续计算。

再举个实际的例子：如果尝试用纯Applicative重写，你可能会写出这样的代码：

asumThese :: Alternative f => f a -> f b -> f (These a b)
asumThese x y = This <$> x <* empty
             <|> These <$> x <*> y
             <|> That <$> y

但这里有个致命问题：如果x是带副作用的操作（比如IO），第一个分支会执行一次x，第二个分支又会执行一次x——而原函数里x只执行一次，复用其结果做分支判断。这就是Monad和Applicative的关键区别：Monad可以保证计算只执行一次，然后复用结果；Applicative的组合是独立的，每个分支里的x都会重新执行。

如何判断是否需要Monad #

可以通过两个核心点来判断：

• 如果逻辑需要根据前一步计算的结果动态选择后续计算流程，必须用Monad
• 如果逻辑需要复用前一步计算的结果，避免重复执行，必须用Monad
• 只要逻辑是固定顺序的组合，不需要根据前一步结果做分支，即使有顺序性，也可以用Applicative

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Clinton