Haskell中为何使用pure需依赖Monad？GameStep实例报错解析

首先得明确：你要实现GameStep的Applicative实例，但它的底层是ReaderT BoardInfo (StateT GameState m) a，问题出在StateT的Applicative实例本身就需要Monad m约束。

先看StateT的标准库实现：

instance Monad m => Applicative (StateT s m) where
    pure a = StateT $ \s -> pure (a, s)
    StateT mf <*> StateT mx = StateT $ \s -> do
        (f, s') <- mf s
        (x, s'') <- mx s'
        pure (f x, s'')

这里的pure确实只用到了Applicative m，但<*>的实现用了do语法（本质是>>=），这就要求m是Monad。因为Applicative实例必须同时提供pure和<*>，所以整个StateT s m的Applicative实例必须加上Monad m的约束。

回到你的GameStep，它是ReaderT套StateT，而ReaderT的Applicative实例只需要内层的m是Applicative。但内层的StateT GameState m要成为Applicative，就必须满足Monad m。所以你的GameStep的Applicative实例必须加上Monad m约束，哪怕pure本身不需要——因为<*>的实现绕不开这个约束。

简单说：不是pure需要Monad m，而是你要实现完整的Applicative实例，其中<*>的实现依赖这个约束。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者panic