Haskell中return 1 getLine通过类型检查返回1的原理是什么？

所谓「Haskell中前面的return会被后面的Monad抵消」是完全错误的总结，该现象本质是Haskell的函数应用规则 + 函数类型的Monad实例特性共同导致的，和所谓「抵消」没有任何关系。

核心前提：函数应用的优先级与结合性 #

Haskell中所有函数默认是柯里化的，函数应用为左结合，且优先级高于所有运算符。因此表达式return 1 getLine的实际结构是(return 1) getLine，而非你可能误以为的return (1 getLine)或者return 1 >> getLine：

• return本身只接收1个参数，return 1已经是完整的return调用，返回一个Monad类型的值
• 后续的getLine是你额外传给return 1这个结果的参数，和return本身没有直接关系

类型检查通过的原因：函数类型的Monad实例 #

先看基础类型定义：

• return的类型签名为Monad m => a -> m a
• return 1的类型为(Monad m, Num a) => m a，这里的m可以是任意实现了Monad的类型，包括你熟悉的IO，也包括函数类型(->) r

当你把return 1作为函数调用，传入类型为IO String的getLine作为参数时，编译器会自动推导此处的m为(->) (IO String)（即入参类型为IO String的函数类型）：

• 此时return 1的类型从m a具象化为IO String -> a，也就是一个接收IO String类型参数、返回数值类型的函数
• 传入getLine后，整个表达式的类型就是Num a => a，完全符合类型规则，所以不会报错

对应测试代码解释 #

Prelude> :t return 1
return 1 :: (Monad m, Num a) => m a
-- 含义：return 1是任意Monad类型下的数值，m可匹配任何Monad实例

Prelude> :t return 1 getLine            
return 1 getLine :: Num t => t          
-- 含义：编译器推导m为函数类型(->) (IO String)，传入getLine后返回纯数值，无Monad约束

Prelude> return 1 getLine               
1                                       
-- 含义：等价于const 1 getLine，直接返回1，getLine被丢弃不执行

getLine不执行、结果为纯值的原因 #

函数类型(->) r的Monad实例中，return的实现就是const：

instance Monad ((->) r) where
    return x = \_ -> x -- 等价于const函数

也就是说，return 1在这里就是一个忽略所有入参、永远返回1的函数。你传入的getLine只是一个被直接丢弃的参数：

• IO操作只有被纳入主程序执行流（比如作为main的组成部分，或GHCi顶层的IO类型表达式）时才会触发执行，这里getLine只是一个普通的、未被求值的IO类型值，不会产生任何副作用
• 整个表达式的返回类型就是纯数值类型，和IO没有任何关系，自然得到的是纯值

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cobra