当a存在Monoid实例时能否为Identity a定义Alternative实例

核心前提 #

Alternative 类型类的契约要求，其实现的 empty :: f a 和 <|> :: f a -> f a -> f a 必须对任意类型的 a都生效，不能限制 a 的类约束。你想要的实现仅在 a 具备 Monoid 实例时可用，本身不符合标准 Alternative 的定义，这就是你无法直接在实例声明上加 Monoid a 约束的原因（该约束引用的类型变量 a 没有出现在实例头 Alternative Identity 中，标准 Haskell 不允许这种写法）。

可行的解决方案 #

方案1：自定义专用 newtype（最稳妥，无扩展依赖） #

定义专属的包装类型，仅针对内部有 Monoid 实例的场景提供 Alternative 实例，符合标准 Haskell 规范：

newtype MonoidalIdentity a = MonoidalIdentity a
  deriving newtype (Functor, Applicative, Show, Eq) -- 按需派生其他实例

instance Monoid a => Alternative MonoidalIdentity where
  empty = MonoidalIdentity mempty
  MonoidalIdentity a <|> MonoidalIdentity a' = MonoidalIdentity (a <> a')

方案2：使用 GHC 扩展突破标准限制（不推荐生产环境使用） #

如果一定要给原生 Identity 添加该实例，需要开启三个 GHC 扩展：FlexibleInstances、UndecidableInstances、QuantifiedConstraints，写法如下：

{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}
{-# LANGUAGE UndecidableInstances #-}
{-# LANGUAGE QuantifiedConstraints #-}

instance (forall a. Monoid a) => Alternative Identity where
  empty = Identity mempty
  Identity a <|> Identity a' = Identity (a <> a')

注意：该写法要求所有用到 Identity 的 Alternative 实例的场景下，内部类型必须满足 Monoid 约束，否则会触发编译报错，且违反了 Alternative 的标准契约，可能导致依赖标准 Alternative 行为的库出现不可预期的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者l7r7