如何在多Monad约束下使用Haskell的do表示法？

问题背景 #

刚接触Haskell，对Monad的直观理解不够深入，尝试编写调用Pandoc Lua过滤器的函数时遇到类型错误。

我的实现代码 #

applyPandocFilters :: (MonadIO m, PandocMonad m) => Pandoc -> m Pandoc
applyPandocFilters = do
  luaEngine <- getEngine
  applyFilters
    luaEngine
    Environment{envReaderOptions = readerOptions, envWriterOptions = writerOptions}
    [ LuaFilter "./filters/lua/filters.lua"
    , CiteprocFilter
    ]
    []

依赖的applyFilters类型签名 #

applyFilters :: (PandocMonad m, MonadIO m)
=> ScriptingEngine
-> Environment
-> [Filter]
-> [String]
-> Pandoc
-> m Pandoc

遇到的错误信息 #

• Could not deduce ‘MonadIO ((->) Pandoc)’
    arising from a use of ‘getEngine’
  from the context: (MonadIO m, PandocMonad m)
    bound by the type signature for:
               applyPandocFilters :: forall (m :: * -> *).
                                     (MonadIO m, PandocMonad m) =>
                                     Pandoc -> m Pandoc

问题原因 #

当前写法中，applyPandocFilters直接将do块赋值给函数，Haskell会默认把这个do块放在(->) Pandoc（Reader Monad）上下文中执行，但(->) Pandoc并没有实现MonadIO类型类，因此报错无法推导该约束。

本质上，函数类型Pandoc -> m Pandoc等价于(->) Pandoc (m Pandoc)，但你需要的是在m上下文里执行getEngine，再将Pandoc参数传入applyFilters，而非让do块适配函数类型。

解决方案 #

修改函数，显式接收Pandoc参数，并在do块末尾将其传入applyFilters：

applyPandocFilters :: (MonadIO m, PandocMonad m) => Pandoc -> m Pandoc
applyPandocFilters doc = do
  luaEngine <- getEngine
  applyFilters
    luaEngine
    Environment{envReaderOptions = readerOptions, envWriterOptions = writerOptions}
    [ LuaFilter "./filters/lua/filters.lua"
    , CiteprocFilter
    ]
    []
    doc -- 传入Pandoc参数

修改后，do块将运行在符合约束的m上下文里：先获取luaEngine，再调用applyFilters并传入所有参数，最终返回m Pandoc，完全匹配函数类型签名。

如果不想使用applyFilters，也可以通过runIO配合applyFilter逐个处理过滤器，但applyFilters是Pandoc官方推荐的批量处理方式，上述修改即可解决问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者paid50-face-pretty