monads lib: made all monad types doubly param'd; required plus,zero from all monads
[lambda.git] / code / monads.ml
index ae0ecc5..0a205f6 100644 (file)
@@ -60,6 +60,7 @@ module Util = struct
     let rec loop n accu =
       if n == 0 then accu else loop (pred n) (fill :: accu)
     in loop len []
+  let undefined = Obj.magic ""
 end
 
 
@@ -73,52 +74,65 @@ module Monad = struct
   (*
    * Signature extenders:
    *   Make :: BASE -> S
-   *     MakeCatch, MakeDistrib :: PLUSBASE -> PLUS
-   *                                           which merges into S
-   *                                           (P is merged sig)
-   *   MakeT :: TRANS (with Wrapped : S or P) -> custom sig
-   *
-   *   Make2 :: BASE2 -> S2
-   *     MakeCatch2, MakeDistrib2 :: PLUSBASE2 -> PLUS2 (P2 is merged sig)
-   *   to wrap double-typed inner monads:
-   *   MakeT2 :: TRANS2 (with Wrapped : S2 or P2) -> custom sig
-   *
+   *   MakeT :: TRANS (with Wrapped : S) -> custom sig
    *)
 
 
-
   (* type of base definitions *)
   module type BASE = sig
     (* The only constraints we impose here on how the monadic type
      * is implemented is that it have a single type parameter 'a. *)
-    type 'a m
-    type 'a result
-    type 'a result_exn
-    val unit : 'a -> 'a m
-    val bind : 'a m -> ('a -> 'b m) -> 'b m
-    val run : 'a m -> 'a result
+    type ('x,'a) m
+    type ('x,'a) result
+    type ('x,'a) result_exn
+    val unit : 'a -> ('x,'a) m
+    val bind : ('x,'a) m -> ('a -> ('x,'b) m) -> ('x,'b) m
+    val run : ('x,'a) m -> ('x,'a) result
     (* run_exn tries to provide a more ground-level result, but may fail *)
-    val run_exn : 'a m -> 'a result_exn
+    val run_exn : ('x,'a) m -> ('x,'a) result_exn
+    (* To simplify the library, we require every monad to supply a plus and zero. These obey the following laws:
+     *     zero >>= f   ===  zero
+     *     plus zero u  ===  u
+     *     plus u zero  ===  u
+     * Additionally, they will obey one of the following laws:
+     *     (Catch)   plus (unit a) v  ===  unit a
+     *     (Distrib) plus u v >>= f   ===  plus (u >>= f) (v >>= f)
+     * When no natural zero is available, use `let zero () = Util.undefined
+     * The Make process automatically detects for zero >>= ..., and 
+     * plus zero _, plus _ zero; it also substitutes zero for pattern-match failures.
+     *)
+    val zero : unit -> ('x,'a) m
+    val plus : ('x,'a) m -> ('x,'a) m -> ('x,'a) m
   end
   module type S = sig
     include BASE
-    val (>>=) : 'a m -> ('a -> 'b m) -> 'b m
-    val (>>) : 'a m -> 'b m -> 'b m
-    val join : ('a m) m -> 'a m
-    val apply : ('a -> 'b) m -> 'a m -> 'b m
-    val lift : ('a -> 'b) -> 'a m -> 'b m
-    val lift2 :  ('a -> 'b -> 'c) -> 'a m -> 'b m -> 'c m
-    val (>=>) : ('a -> 'b m) -> ('b -> 'c m) -> 'a -> 'c m
-    val do_when :  bool -> unit m -> unit m
-    val do_unless :  bool -> unit m -> unit m
-    val forever : (unit -> 'a m) -> 'b m
-    val sequence : 'a m list -> 'a list m
-    val sequence_ : 'a m list -> unit m
+    val (>>=) : ('x,'a) m -> ('a -> ('x,'b) m) -> ('x,'b) m
+    val (>>) : ('x,'a) m -> ('x,'b) m -> ('x,'b) m
+    val join : ('x,('x,'a) m) m -> ('x,'a) m
+    val apply : ('x,'a -> 'b) m -> ('x,'a) m -> ('x,'b) m
+    val lift : ('a -> 'b) -> ('x,'a) m -> ('x,'b) m
+    val lift2 :  ('a -> 'b -> 'c) -> ('x,'a) m -> ('x,'b) m -> ('x,'c) m
+    val (>=>) : ('a -> ('x,'b) m) -> ('b -> ('x,'c) m) -> 'a -> ('x,'c) m
+    val do_when :  bool -> ('x,unit) m -> ('x,unit) m
+    val do_unless :  bool -> ('x,unit) m -> ('x,unit) m
+    val forever : (unit -> ('x,'a) m) -> ('x,'b) m
+    val sequence : ('x,'a) m list -> ('x,'a list) m
+    val sequence_ : ('x,'a) m list -> ('x,unit) m
+    val guard : bool -> ('x,unit) m
+    val sum : ('x,'a) m list -> ('x,'a) m
   end
 
-  (* Standard, single-type-parameter monads. *)
-  module Make(B : BASE) : S with type 'a m = 'a B.m and type 'a result = 'a B.result and type 'a result_exn = 'a B.result_exn = struct
+  module Make(B : BASE) : S with type ('x,'a) m = ('x,'a) B.m and type ('x,'a) result = ('x,'a) B.result and type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) B.result_exn = struct
     include B
+    let bind (u : ('x,'a) m) (f : 'a -> ('x,'b) m) : ('x,'b) m =
+      if u == Util.undefined then Util.undefined
+      else bind u (fun a -> try f a with Match_failure _ -> zero ())
+    let plus u v =
+      if u == Util.undefined then v else if v == Util.undefined then u else plus u v
+    let run u =
+      if u == Util.undefined then failwith "no zero" else run u
+    let run_exn u =
+      if u == Util.undefined then failwith "no zero" else run_exn u
     let (>>=) = bind
     let (>>) u v = u >>= fun _ -> v
     let lift f u = u >>= fun a -> unit (f a)
@@ -165,157 +179,29 @@ module Monad = struct
     let replicateM n x = sequence (Util.replicate n x)
     let replicateM_ n x = sequence_ (Util.replicate n x)
     *)
-  end
-
-  (* Single-type-parameter monads that also define `plus` and `zero`
-   * operations. These obey the following laws:
-   *     zero >>= f   ===  zero
-   *     plus zero u  ===  u
-   *     plus u zero  ===  u
-   * Additionally, these monads will obey one of the following laws:
-   *     (Catch)   plus (unit a) v  ===  unit a
-   *     (Distrib) plus u v >>= f   ===  plus (u >>= f) (v >>= f)
-   *)
-  module type PLUSBASE = sig
-    include BASE
-    val zero : unit -> 'a m
-    val plus : 'a m -> 'a m -> 'a m
-  end
-  module type PLUS = sig
-    type 'a m
-    val zero : unit -> 'a m
-    val plus : 'a m -> 'a m -> 'a m
-    val guard : bool -> unit m
-    val sum : 'a m list -> 'a m
-  end
-  (* MakeCatch and MakeDistrib have the same implementation; we just declare
-   * them twice to document which laws the client code is promising to honor. *)
-  module MakeCatch(B : PLUSBASE) : PLUS with type 'a m = 'a B.m = struct
-    type 'a m = 'a B.m
-    let zero = B.zero
-    let plus = B.plus
     let guard test = if test then B.unit () else zero ()
     let sum ms = Util.fold_right plus ms (zero ())
   end
-  module MakeDistrib = MakeCatch
 
   (* Signatures for MonadT *)
-  (* sig for Wrapped that include S and PLUS *)
-  module type P = sig
-    include S
-    include PLUS with type 'a m := 'a m
-  end
   module type TRANS = sig
     module Wrapped : S
-    type 'a m
-    type 'a result
-    type 'a result_exn
-    val bind : 'a m -> ('a -> 'b m) -> 'b m
-    val run : 'a m -> 'a result
-    val run_exn : 'a m -> 'a result_exn
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
-    (* lift/elevate laws:
-     *     elevate (W.unit a) == unit a
-     *     elevate (W.bind w f) == elevate w >>= fun a -> elevate (f a)
-     *)
-  end
-  module MakeT(T : TRANS) = struct
-    include Make(struct
-        include T
-        let unit a = elevate (Wrapped.unit a)
-    end)
-    let elevate = T.elevate
-  end
-
-
-  (* We have to define BASE, S, and Make again for double-type-parameter monads. *)
-  module type BASE2 = sig
     type ('x,'a) m
     type ('x,'a) result
     type ('x,'a) result_exn
-    val unit : 'a -> ('x,'a) m
     val bind : ('x,'a) m -> ('a -> ('x,'b) m) -> ('x,'b) m
     val run : ('x,'a) m -> ('x,'a) result
     val run_exn : ('x,'a) m -> ('x,'a) result_exn
-  end
-  module type S2 = sig
-    include BASE2
-    val (>>=) : ('x,'a) m -> ('a -> ('x,'b) m) -> ('x,'b) m
-    val (>>) : ('x,'a) m -> ('x,'b) m -> ('x,'b) m
-    val join : ('x,('x,'a) m) m -> ('x,'a) m
-    val apply : ('x,'a -> 'b) m -> ('x,'a) m -> ('x,'b) m
-    val lift : ('a -> 'b) -> ('x,'a) m -> ('x,'b) m
-    val lift2 :  ('a -> 'b -> 'c) -> ('x,'a) m -> ('x,'b) m -> ('x,'c) m
-    val (>=>) : ('a -> ('x,'b) m) -> ('b -> ('x,'c) m) -> 'a -> ('x,'c) m
-    val do_when :  bool -> ('x,unit) m -> ('x,unit) m
-    val do_unless :  bool -> ('x,unit) m -> ('x,unit) m
-    val forever : (unit -> ('x,'a) m) -> ('x,'b) m
-    val sequence : ('x,'a) m list -> ('x,'a list) m
-    val sequence_ : ('x,'a) m list -> ('x,unit) m
-  end
-  module Make2(B : BASE2) : S2 with type ('x,'a) m = ('x,'a) B.m and type ('x,'a) result = ('x,'a) B.result and type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) B.result_exn = struct
-    (* code repetition, ugh *)
-    include B
-    let (>>=) = bind
-    let (>>) u v = u >>= fun _ -> v
-    let lift f u = u >>= fun a -> unit (f a)
-    let join uu = uu >>= fun u -> u
-    let apply u v = u >>= fun f -> v >>= fun a -> unit (f a)
-    let lift2 f u v = u >>= fun a -> v >>= fun a' -> unit (f a a')
-    let (>=>) f g = fun a -> f a >>= g
-    let do_when test u = if test then u else unit ()
-    let do_unless test u = if test then unit () else u
-    let forever uthunk =
-        let rec loop () = uthunk () >>= fun _ -> loop ()
-        in loop ()
-    let sequence ms =
-      let op u v = u >>= fun x -> v >>= fun xs -> unit (x :: xs) in
-        Util.fold_right op ms (unit [])
-    let sequence_ ms =
-      Util.fold_right (>>) ms (unit ())
-  end
-
-  module type PLUSBASE2 = sig
-    include BASE2
-    val zero : unit -> ('x,'a) m
-    val plus : ('x,'a) m -> ('x,'a) m -> ('x,'a) m
-  end
-  module type PLUS2 = sig
-    type ('x,'a) m
+    val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
+    (* lift/elevate laws:
+     *     elevate (W.unit a) == unit a
+     *     elevate (W.bind w f) == elevate w >>= fun a -> elevate (f a)
+     *)
     val zero : unit -> ('x,'a) m
     val plus : ('x,'a) m -> ('x,'a) m -> ('x,'a) m
-    val guard : bool -> ('x,unit) m
-    val sum : ('x,'a) m list -> ('x,'a) m
-  end
-  module MakeCatch2(B : PLUSBASE2) : PLUS2 with type ('x,'a) m = ('x,'a) B.m = struct
-    type ('x,'a) m = ('x,'a) B.m
-    (* code repetition, ugh *)
-    let zero = B.zero
-    let plus = B.plus
-    let guard test = if test then B.unit () else zero ()
-    let sum ms = Util.fold_right plus ms (zero ())
   end
-  module MakeDistrib2 = MakeCatch2
-
-  (* Signatures for MonadT *)
-  (* sig for Wrapped that include S and PLUS *)
-  module type P2 = sig
-    include S2
-    include PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m
-  end
-  module type TRANS2 = sig
-    module Wrapped : S2
-    type ('x,'a) m
-    type ('x,'a) result
-    type ('x,'a) result_exn
-    val bind : ('x,'a) m -> ('a -> ('x,'b) m) -> ('x,'b) m
-    val run : ('x,'a) m -> ('x,'a) result
-    val run_exn : ('x,'a) m -> ('x,'a) result_exn
-    val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
-  end
-  module MakeT2(T : TRANS2) = struct
-    (* code repetition, ugh *)
-    include Make2(struct
+  module MakeT(T : TRANS) = struct
+    include Make(struct
         include T
         let unit a = elevate (Wrapped.unit a)
     end)
@@ -330,18 +216,20 @@ end
 
 module Identity_monad : sig
   (* expose only the implementation of type `'a result` *)
-  type 'a result = 'a
-  type 'a result_exn = 'a
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
+  type ('x,'a) result = 'a
+  type ('x,'a) result_exn = 'a
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
 end = struct
   module Base = struct
-    type 'a m = 'a
-    type 'a result = 'a
-    type 'a result_exn = 'a
+    type ('x,'a) m = 'a
+    type ('x,'a) result = 'a
+    type ('x,'a) result_exn = 'a
     let unit a = a
     let bind a f = f a
     let run a = a
     let run_exn a = a
+    let zero () = Util.undefined
+    let plus u v = u
   end
   include Monad.Make(Base)
 end
@@ -349,73 +237,39 @@ end
 
 module Maybe_monad : sig
   (* expose only the implementation of type `'a result` *)
-  type 'a result = 'a option
-  type 'a result_exn = 'a
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
+  type ('x,'a) result = 'a option
+  type ('x,'a) result_exn = 'a
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
   (* MaybeT transformer *)
   module T : functor (Wrapped : Monad.S) -> sig
-    type 'a result = 'a option Wrapped.result
-    type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-    include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-    include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
-  end
-  module T2 : functor (Wrapped : Monad.S2) -> sig
     type ('x,'a) result = ('x,'a option) Wrapped.result
     type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-    include Monad.S2 with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
-    include Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m
+    include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
     val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
   end
 end = struct
   module Base = struct
-   type 'a m = 'a option
-   type 'a result = 'a option
-   type 'a result_exn = 'a
-   let unit a = Some a
-   let bind u f = match u with Some a -> f a | None -> None
-   let run u = u
-   let run_exn u = match u with
-     | Some a -> a
-     | None -> failwith "no value"
-   let zero () = None
-   let plus u v = match u with None -> v | _ -> u
+    type ('x,'a) m = 'a option
+    type ('x,'a) result = 'a option
+    type ('x,'a) result_exn = 'a
+    let unit a = Some a
+    let bind u f = match u with Some a -> f a | None -> None
+    let run u = u
+    let run_exn u = match u with
+      | Some a -> a
+      | None -> failwith "no value"
+    let zero () = None
+    (* satisfies Catch *)
+    let plus u v = match u with None -> v | _ -> u
   end
   include Monad.Make(Base)
-  include (Monad.MakeCatch(Base) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
   module T(Wrapped : Monad.S) = struct
     module Trans = struct
       include Monad.MakeT(struct
         module Wrapped = Wrapped
-        type 'a m = 'a option Wrapped.m
-        type 'a result = 'a option Wrapped.result
-        type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-        let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (Some a))
-        let bind u f = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-          | Some a -> f a
-          | None -> Wrapped.unit None)
-        let run u = Wrapped.run u
-        let run_exn u =
-          let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-            | Some a -> Wrapped.unit a
-            | None -> failwith "no value")
-          in Wrapped.run_exn w
-      end)
-      let zero () = Wrapped.unit None
-      let plus u v = Wrapped.bind u (fun t -> match t with | None -> v | _ -> u)
-    end
-    include Trans
-    include (Monad.MakeCatch(Trans) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
-  end
-  module T2(Wrapped : Monad.S2) = struct
-    module Trans = struct
-      include Monad.MakeT2(struct
-        module Wrapped = Wrapped
         type ('x,'a) m = ('x,'a option) Wrapped.m
         type ('x,'a) result = ('x,'a option) Wrapped.result
         type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-        (* code repetition, ugh *)
         let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (Some a))
         let bind u f = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
           | Some a -> f a
@@ -426,52 +280,41 @@ end = struct
             | Some a -> Wrapped.unit a
             | None -> failwith "no value")
           in Wrapped.run_exn w
+        let zero () = Wrapped.unit None
+        let plus u v = Wrapped.bind u (fun t -> match t with | None -> v | _ -> u)
       end)
-      let zero () = Wrapped.unit None
-      let plus u v = Wrapped.bind u (fun t -> match t with | None -> v | _ -> u)
     end
     include Trans
-    include (Monad.MakeCatch2(Trans) : Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m)
   end
 end
 
 
 module List_monad : sig
   (* declare additional operation, while still hiding implementation of type m *)
-  type 'a result = 'a list
-  type 'a result_exn = 'a
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
-  val permute : 'a m -> 'a m m
-  val select : 'a m -> ('a * 'a m) m
+  type ('x,'a) result = 'a list
+  type ('x,'a) result_exn = 'a
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+  val permute : ('x,'a) m -> ('x,('x,'a) m) m
+  val select : ('x,'a) m -> ('x,'a * ('x,'a) m) m
   (* ListT transformer *)
   module T : functor (Wrapped : Monad.S) -> sig
-    type 'a result = 'a list Wrapped.result
-    type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-    include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-    include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
+    type ('x,'a) result = ('x,'a list) Wrapped.result
+    type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
+    include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+    val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
     (* note that second argument is an 'a list, not the more abstract 'a m *)
     (* type is ('a -> 'b W) -> 'a list -> 'b list W == 'b listT(W) *)
-    val distribute : ('a -> 'b Wrapped.m) -> 'a list -> 'b m
+    val distribute : ('a -> ('x,'b) Wrapped.m) -> 'a list -> ('x,'b) m
 (* TODO
     val permute : 'a m -> 'a m m
     val select : 'a m -> ('a * 'a m) m
 *)
   end
-  module T2 : functor (Wrapped : Monad.S2) -> sig
-    type ('x,'a) result = ('x,'a list) Wrapped.result
-    type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-    include Monad.S2 with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
-    include Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m
-    val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
-    val distribute : ('a -> ('x,'b) Wrapped.m) -> 'a list -> ('x,'b) m
-  end
 end = struct
   module Base = struct
-   type 'a m = 'a list
-   type 'a result = 'a list
-   type 'a result_exn = 'a
+   type ('x,'a) m = 'a list
+   type ('x,'a) result = 'a list
+   type ('x,'a) result_exn = 'a
    let unit a = [a]
    let bind u f = Util.concat_map f u
    let run u = u
@@ -483,7 +326,6 @@ end = struct
    let plus = Util.append
   end
   include Monad.Make(Base)
-  include (Monad.MakeDistrib(Base) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
   (* let either u v = plus u v *)
   (* insert 3 [1;2] ~~> [[3;1;2]; [1;3;2]; [1;2;3]] *)
   let rec insert a u =
@@ -501,77 +343,43 @@ end = struct
     | x::xs -> plus (unit (x, xs)) (select xs >>= fun (x', xs') -> unit (x', x :: xs'))
   let base_plus = plus
   module T(Wrapped : Monad.S) = struct
-    module Trans = struct
-      (* Wrapped.sequence ms  ===  
-           let plus1 u v =
-             Wrapped.bind u (fun x ->
-             Wrapped.bind v (fun xs ->
-             Wrapped.unit (x :: xs)))
-           in Util.fold_right plus1 ms (Wrapped.unit []) *)
-      (* distribute  ===  Wrapped.mapM; copies alist to its image under f *)
-      let distribute f alist = Wrapped.sequence (Util.map f alist)
-      include Monad.MakeT(struct
-        module Wrapped = Wrapped
-        type 'a m = 'a list Wrapped.m
-        type 'a result = 'a list Wrapped.result
-        type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-        let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit [a])
-        let bind u f =
-          Wrapped.bind u (fun ts ->
-          Wrapped.bind (distribute f ts) (fun tts ->
-          Wrapped.unit (Util.concat tts)))
-        let run u = Wrapped.run u
-        let run_exn u =
-          let w = Wrapped.bind u (fun ts -> match ts with
-            | [] -> failwith "no values"
-            | [a] -> Wrapped.unit a
-            | many -> failwith "multiple values"
-          ) in Wrapped.run_exn w
-      end)
+    (* Wrapped.sequence ms  ===  
+         let plus1 u v =
+           Wrapped.bind u (fun x ->
+           Wrapped.bind v (fun xs ->
+           Wrapped.unit (x :: xs)))
+         in Util.fold_right plus1 ms (Wrapped.unit []) *)
+    (* distribute  ===  Wrapped.mapM; copies alist to its image under f *)
+    let distribute f alist = Wrapped.sequence (Util.map f alist)
+
+    include Monad.MakeT(struct
+      module Wrapped = Wrapped
+      type ('x,'a) m = ('x,'a list) Wrapped.m
+      type ('x,'a) result = ('x,'a list) Wrapped.result
+      type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
+      let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit [a])
+      let bind u f =
+        Wrapped.bind u (fun ts ->
+        Wrapped.bind (distribute f ts) (fun tts ->
+        Wrapped.unit (Util.concat tts)))
+      let run u = Wrapped.run u
+      let run_exn u =
+        let w = Wrapped.bind u (fun ts -> match ts with
+          | [] -> failwith "no values"
+          | [a] -> Wrapped.unit a
+          | many -> failwith "multiple values"
+        ) in Wrapped.run_exn w
       let zero () = Wrapped.unit []
       let plus u v =
         Wrapped.bind u (fun us ->
         Wrapped.bind v (fun vs ->
         Wrapped.unit (base_plus us vs)))
-    end
-    include Trans
-    include (Monad.MakeDistrib(Trans) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
+    end)
 (*
     let permute : 'a m -> 'a m m
     let select : 'a m -> ('a * 'a m) m
 *)
   end
-  module T2(Wrapped : Monad.S2) = struct
-    module Trans = struct
-      let distribute f alist = Wrapped.sequence (Util.map f alist)
-      include Monad.MakeT2(struct
-        module Wrapped = Wrapped
-        type ('x,'a) m = ('x,'a list) Wrapped.m
-        type ('x,'a) result = ('x,'a list) Wrapped.result
-        type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-        (* code repetition, ugh *)
-        let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit [a])
-        let bind u f =
-          Wrapped.bind u (fun ts ->
-          Wrapped.bind (distribute f ts) (fun tts ->
-          Wrapped.unit (Util.concat tts)))
-        let run u = Wrapped.run u
-        let run_exn u =
-          let w = Wrapped.bind u (fun ts -> match ts with
-            | [] -> failwith "no values"
-            | [a] -> Wrapped.unit a
-            | many -> failwith "multiple values"
-          ) in Wrapped.run_exn w
-      end)
-      let zero () = Wrapped.unit []
-      let plus u v =
-        Wrapped.bind u (fun us ->
-        Wrapped.bind v (fun vs ->
-        Wrapped.unit (base_plus us vs)))
-    end
-    include Trans
-    include (Monad.MakeDistrib2(Trans) : Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m)
-  end
 end
 
 
@@ -587,55 +395,27 @@ end) : sig
   (* declare additional operations, while still hiding implementation of type m *)
   type err = Err.err
   type 'a error = Error of err | Success of 'a
-  type 'a result = 'a error
-  type 'a result_exn = 'a
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  (* include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m *)
-  val throw : err -> 'a m
-  val catch : 'a m -> (err -> 'a m) -> 'a m
+  type ('x,'a) result = 'a error
+  type ('x,'a) result_exn = 'a
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+  val throw : err -> ('x,'a) m
+  val catch : ('x,'a) m -> (err -> ('x,'a) m) -> ('x,'a) m
   (* ErrorT transformer *)
   module T : functor (Wrapped : Monad.S) -> sig
-    type 'a result = 'a error Wrapped.result
-    type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-    include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
-    val throw : err -> 'a m
-    val catch : 'a m -> (err -> 'a m) -> 'a m
-  end
-  (* ErrorT transformer when wrapped monad has plus, zero *)
-  module TP : functor (Wrapped : Monad.P) -> sig
-    type 'a result = 'a Wrapped.result
-    type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-    include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
-    val throw : err -> 'a m
-    val catch : 'a m -> (err -> 'a m) -> 'a m
-    include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
-  end
-  module T2 : functor (Wrapped : Monad.S2) -> sig
-    type ('x,'a) result = ('x,'a error) Wrapped.result
-    type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-    include Monad.S2 with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
-    val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
-    val throw : err -> ('x,'a) m
-    val catch : ('x,'a) m -> (err -> ('x,'a) m) -> ('x,'a) m
-  end
-  module TP2 : functor (Wrapped : Monad.P2) -> sig
     type ('x,'a) result = ('x,'a) Wrapped.result
     type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-    include Monad.S2 with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+    include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
     val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
     val throw : err -> ('x,'a) m
     val catch : ('x,'a) m -> (err -> ('x,'a) m) -> ('x,'a) m
-    include Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m
   end
 end = struct
   type err = Err.err
   type 'a error = Error of err | Success of 'a
   module Base = struct
-    type 'a m = 'a error
-    type 'a result = 'a error
-    type 'a result_exn = 'a
+    type ('x,'a) m = 'a error
+    type ('x,'a) result = 'a error
+    type ('x,'a) result_exn = 'a
     let unit a = Success a
     let bind u f = match u with
       | Success a -> f a
@@ -644,6 +424,8 @@ end = struct
     let run_exn u = match u with
       | Success a -> a
       | Error e -> raise (Err.Exc e)
+    let zero () = Util.undefined
+    let plus u v = u
     (*
     let zero () = Error Err.zero
     let plus u v = match (u, v) with
@@ -663,118 +445,33 @@ end = struct
     | Success _ -> u
     | Error e -> handler e
   module T(Wrapped : Monad.S) = struct
-    module Trans = struct
-      module Wrapped = Wrapped
-      type 'a m = 'a error Wrapped.m
-      type 'a result = 'a error Wrapped.result
-      type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-      let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (Success a))
-      let bind u f = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-        | Success a -> f a
-        | Error e -> Wrapped.unit (Error e))
-      let run u = Wrapped.run u
-      let run_exn u =
-        let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-          | Success a -> Wrapped.unit a
-          | Error e -> raise (Err.Exc e))
-        in Wrapped.run_exn w
-    end
-    include Monad.MakeT(Trans)
-    let throw e = Wrapped.unit (Error e)
-    let catch u handler = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-      | Success _ -> Wrapped.unit t
-      | Error e -> handler e)
-  end
-  module TP(Wrapped : Monad.P) = struct
-    (* code repetition, ugh *)
-    module TransP = struct
-      include Monad.MakeT(struct
-        module Wrapped = Wrapped
-        type 'a m = 'a error Wrapped.m
-        type 'a result = 'a Wrapped.result
-        type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-        let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (Success a))
-        let bind u f = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-          | Success a -> f a
-          | Error e -> Wrapped.unit (Error e))
-        let run u =
-          let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-            | Success a -> Wrapped.unit a
-            | Error e -> Wrapped.zero ())
-          in Wrapped.run w
-        let run_exn u =
-          let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-            | Success a -> Wrapped.unit a
-            | Error e -> raise (Err.Exc e))
-          in Wrapped.run_exn w
-      end)
-      let throw e = Wrapped.unit (Error e)
-      let catch u handler = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-        | Success _ -> Wrapped.unit t
-        | Error e -> handler e)
-      let plus u v = Wrapped.plus u v
-      let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
-    end
-    include TransP
-    include (Monad.MakeDistrib(TransP) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
-  end
-  module T2(Wrapped : Monad.S2) = struct
-    module Trans = struct
+    include Monad.MakeT(struct
       module Wrapped = Wrapped
       type ('x,'a) m = ('x,'a error) Wrapped.m
-      type ('x,'a) result = ('x,'a error) Wrapped.result
+      type ('x,'a) result = ('x,'a) Wrapped.result
       type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-      (* code repetition, ugh *)
       let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (Success a))
       let bind u f = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
         | Success a -> f a
         | Error e -> Wrapped.unit (Error e))
-      let run u = Wrapped.run u
+      let run u =
+        let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
+          | Success a -> Wrapped.unit a
+          | Error e -> Wrapped.zero ())
+        in Wrapped.run w
       let run_exn u =
         let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
           | Success a -> Wrapped.unit a
           | Error e -> raise (Err.Exc e))
         in Wrapped.run_exn w
-    end
-    include Monad.MakeT2(Trans)
+      let plus u v = Wrapped.plus u v
+      let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
+    end)
     let throw e = Wrapped.unit (Error e)
     let catch u handler = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
       | Success _ -> Wrapped.unit t
       | Error e -> handler e)
   end
-  module TP2(Wrapped : Monad.P2) = struct
-    (* code repetition, ugh *)
-    module TransP = struct
-      include Monad.MakeT2(struct
-        module Wrapped = Wrapped
-        type ('x,'a) m = ('x,'a error) Wrapped.m
-        type ('x,'a) result = ('x,'a) Wrapped.result
-        type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-        let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (Success a))
-        let bind u f = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-          | Success a -> f a
-          | Error e -> Wrapped.unit (Error e))
-        let run u =
-          let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-            | Success a -> Wrapped.unit a
-            | Error e -> Wrapped.zero ())
-          in Wrapped.run w
-        let run_exn u =
-          let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-            | Success a -> Wrapped.unit a
-            | Error e -> raise (Err.Exc e))
-          in Wrapped.run_exn w
-      end)
-      let throw e = Wrapped.unit (Error e)
-      let catch u handler = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-        | Success _ -> Wrapped.unit t
-        | Error e -> handler e)
-      let plus u v = Wrapped.plus u v
-      let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
-    end
-    include TransP
-    include (Monad.MakeDistrib2(TransP) : Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m)
-  end
 end
 
 (* pre-define common instance of Error_monad *)
@@ -812,50 +509,34 @@ Exception: Failure "bye".
 module Reader_monad(Env : sig type env end) : sig
   (* declare additional operations, while still hiding implementation of type m *)
   type env = Env.env
-  type 'a result = env -> 'a
-  type 'a result_exn = env -> 'a
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  val ask : env m
-  val asks : (env -> 'a) -> 'a m
-  val local : (env -> env) -> 'a m -> 'a m
+  type ('x,'a) result = env -> 'a
+  type ('x,'a) result_exn = env -> 'a
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+  val ask : ('x,env) m
+  val asks : (env -> 'a) -> ('x,'a) m
+  val local : (env -> env) -> ('x,'a) m -> ('x,'a) m
   (* ReaderT transformer *)
   module T : functor (Wrapped : Monad.S) -> sig
-    type 'a result = env -> 'a Wrapped.result
-    type 'a result_exn = env -> 'a Wrapped.result_exn
-    include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
-    val ask : env m
-    val asks : (env -> 'a) -> 'a m
-    val local : (env -> env) -> 'a m -> 'a m
-  end
-  (* ReaderT transformer when wrapped monad has plus, zero *)
-  module TP : functor (Wrapped : Monad.P) -> sig
-    include module type of T(Wrapped)
-    include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
-  end
-  module T2 : functor (Wrapped : Monad.S2) -> sig
     type ('x,'a) result = env -> ('x,'a) Wrapped.result
     type ('x,'a) result_exn = env -> ('x,'a) Wrapped.result_exn
-    include Monad.S2 with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+    include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
     val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
     val ask : ('x,env) m
     val asks : (env -> 'a) -> ('x,'a) m
     val local : (env -> env) -> ('x,'a) m -> ('x,'a) m
   end
-  module TP2 : functor (Wrapped : Monad.P2) -> sig
-    include module type of T2(Wrapped)
-    include Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m
-  end
 end = struct
   type env = Env.env
   module Base = struct
-    type 'a m = env -> 'a
-    type 'a result = env -> 'a
-    type 'a result_exn = env -> 'a
+    type ('x,'a) m = env -> 'a
+    type ('x,'a) result = env -> 'a
+    type ('x,'a) result_exn = env -> 'a
     let unit a = fun e -> a
     let bind u f = fun e -> let a = u e in let u' = f a in u' e
     let run u = fun e -> u e
     let run_exn = run
+    let zero () = Util.undefined
+    let plus u v = u
   end
   include Monad.Make(Base)
   let ask = fun e -> e
@@ -864,60 +545,22 @@ end = struct
   module T(Wrapped : Monad.S) = struct
     module Trans = struct
       module Wrapped = Wrapped
-      type 'a m = env -> 'a Wrapped.m
-      type 'a result = env -> 'a Wrapped.result
-      type 'a result_exn = env -> 'a Wrapped.result_exn
-      let elevate w = fun e -> w
-      let bind u f = fun e -> Wrapped.bind (u e) (fun v -> f v e)
-      let run u = fun e -> Wrapped.run (u e)
-      let run_exn u = fun e -> Wrapped.run_exn (u e)
-    end
-    include Monad.MakeT(Trans)
-    let ask = fun e -> Wrapped.unit e
-    let asks selector = ask >>= (fun e -> unit (selector e)) (* may fail *)
-    let local modifier u = fun e -> u (modifier e)
-  end
-  module TP(Wrapped : Monad.P) = struct
-    module TransP = struct
-      include T(Wrapped)
-      let plus u v = fun s -> Wrapped.plus (u s) (v s)
-      let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
-      let asks selector = ask >>= (fun e ->
-        try unit (selector e)
-        with Not_found -> fun e -> Wrapped.zero ())
-    end
-    include TransP
-    include (Monad.MakeDistrib(TransP) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
-  end
-  module T2(Wrapped : Monad.S2) = struct
-    module Trans = struct
-      module Wrapped = Wrapped
       type ('x,'a) m = env -> ('x,'a) Wrapped.m
       type ('x,'a) result = env -> ('x,'a) Wrapped.result
       type ('x,'a) result_exn = env -> ('x,'a) Wrapped.result_exn
-      (* code repetition, ugh *)
       let elevate w = fun e -> w
       let bind u f = fun e -> Wrapped.bind (u e) (fun v -> f v e)
       let run u = fun e -> Wrapped.run (u e)
       let run_exn u = fun e -> Wrapped.run_exn (u e)
-    end
-    include Monad.MakeT2(Trans)
-    let ask = fun e -> Wrapped.unit e
-    let asks selector = ask >>= (fun e -> unit (selector e)) (* may fail *)
-    let local modifier u = fun e -> u (modifier e)
-  end
-  module TP2(Wrapped : Monad.P2) = struct
-    module TransP = struct
-      include T2(Wrapped)
-      (* code repetition, ugh *)
       let plus u v = fun s -> Wrapped.plus (u s) (v s)
       let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
-      let asks selector = ask >>= (fun e ->
-        try unit (selector e)
-        with Not_found -> fun e -> Wrapped.zero ())
     end
-    include TransP
-    include (Monad.MakeDistrib2(TransP) : Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m)
+    include Monad.MakeT(Trans)
+    let ask = fun e -> Wrapped.unit e
+    let local modifier u = fun e -> u (modifier e)
+    let asks selector = ask >>= (fun e ->
+      try unit (selector e)
+      with Not_found -> fun e -> Wrapped.zero ())
   end
 end
 
@@ -926,53 +569,36 @@ end
 module State_monad(Store : sig type store end) : sig
   (* declare additional operations, while still hiding implementation of type m *)
   type store = Store.store
-  type 'a result = store -> 'a * store
-  type 'a result_exn = store -> 'a
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  val get : store m
-  val gets : (store -> 'a) -> 'a m
-  val put : store -> unit m
-  val puts : (store -> store) -> unit m
+  type ('x,'a) result =  store -> 'a * store
+  type ('x,'a) result_exn = store -> 'a
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+  val get : ('x,store) m
+  val gets : (store -> 'a) -> ('x,'a) m
+  val put : store -> ('x,unit) m
+  val puts : (store -> store) -> ('x,unit) m
   (* StateT transformer *)
   module T : functor (Wrapped : Monad.S) -> sig
-    type 'a result = store -> ('a * store) Wrapped.result
-    type 'a result_exn = store -> 'a Wrapped.result_exn
-    include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
-    val get : store m
-    val gets : (store -> 'a) -> 'a m
-    val put : store -> unit m
-    val puts : (store -> store) -> unit m
-  end
-  (* StateT transformer when wrapped monad has plus, zero *)
-  module TP : functor (Wrapped : Monad.P) -> sig
-    include module type of T(Wrapped)
-    include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
-  end
-  module T2 : functor (Wrapped : Monad.S2) -> sig
     type ('x,'a) result = store -> ('x,'a * store) Wrapped.result
     type ('x,'a) result_exn = store -> ('x,'a) Wrapped.result_exn
-    include Monad.S2 with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+    include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
     val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
     val get : ('x,store) m
     val gets : (store -> 'a) -> ('x,'a) m
     val put : store -> ('x,unit) m
     val puts : (store -> store) -> ('x,unit) m
   end
-  module TP2 : functor (Wrapped : Monad.P2) -> sig
-    include module type of T2(Wrapped)
-    include Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m
-  end
 end = struct
   type store = Store.store
   module Base = struct
-    type 'a m = store -> 'a * store
-    type 'a result = store -> 'a * store
-    type 'a result_exn = store -> 'a
+    type ('x,'a) m =  store -> 'a * store
+    type ('x,'a) result =  store -> 'a * store
+    type ('x,'a) result_exn = store -> 'a
     let unit a = fun s -> (a, s)
     let bind u f = fun s -> let (a, s') = u s in let u' = f a in u' s'
     let run u = fun s -> (u s)
     let run_exn u = fun s -> fst (u s)
+    let zero () = Util.undefined
+    let plus u v = u
   end
   include Monad.Make(Base)
   let get = fun s -> (s, s)
@@ -982,43 +608,9 @@ end = struct
   module T(Wrapped : Monad.S) = struct
     module Trans = struct
       module Wrapped = Wrapped
-      type 'a m = store -> ('a * store) Wrapped.m
-      type 'a result = store -> ('a * store) Wrapped.result
-      type 'a result_exn = store -> 'a Wrapped.result_exn
-      let elevate w = fun s ->
-        Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (a, s))
-      let bind u f = fun s ->
-        Wrapped.bind (u s) (fun (a, s') -> f a s')
-      let run u = fun s -> Wrapped.run (u s)
-      let run_exn u = fun s ->
-        let w = Wrapped.bind (u s) (fun (a,s) -> Wrapped.unit a)
-        in Wrapped.run_exn w
-    end
-    include Monad.MakeT(Trans)
-    let get = fun s -> Wrapped.unit (s, s)
-    let gets viewer = fun s -> Wrapped.unit (viewer s, s) (* may fail *)
-    let put s = fun _ -> Wrapped.unit ((), s)
-    let puts modifier = fun s -> Wrapped.unit ((), modifier s)
-  end
-  module TP(Wrapped : Monad.P) = struct
-    module TransP = struct
-      include T(Wrapped)
-      let plus u v = fun s -> Wrapped.plus (u s) (v s)
-      let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
-    end
-    let gets viewer = fun s ->
-      try Wrapped.unit (viewer s, s)
-      with Not_found -> Wrapped.zero ()
-    include TransP
-    include (Monad.MakeDistrib(TransP) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
-  end
-  module T2(Wrapped : Monad.S2) = struct
-    module Trans = struct
-      module Wrapped = Wrapped
       type ('x,'a) m = store -> ('x,'a * store) Wrapped.m
       type ('x,'a) result = store -> ('x,'a * store) Wrapped.result
       type ('x,'a) result_exn = store -> ('x,'a) Wrapped.result_exn
-      (* code repetition, ugh *)
       let elevate w = fun s ->
         Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (a, s))
       let bind u f = fun s ->
@@ -1027,25 +619,16 @@ end = struct
       let run_exn u = fun s ->
         let w = Wrapped.bind (u s) (fun (a,s) -> Wrapped.unit a)
         in Wrapped.run_exn w
-    end
-    include Monad.MakeT2(Trans)
-    let get = fun s -> Wrapped.unit (s, s)
-    let gets viewer = fun s -> Wrapped.unit (viewer s, s) (* may fail *)
-    let put s = fun _ -> Wrapped.unit ((), s)
-    let puts modifier = fun s -> Wrapped.unit ((), modifier s)
-  end
-  module TP2(Wrapped : Monad.P2) = struct
-    module TransP = struct
-      include T2(Wrapped)
-      (* code repetition, ugh *)
       let plus u v = fun s -> Wrapped.plus (u s) (v s)
       let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
     end
+    include Monad.MakeT(Trans)
+    let get = fun s -> Wrapped.unit (s, s)
     let gets viewer = fun s ->
       try Wrapped.unit (viewer s, s)
       with Not_found -> Wrapped.zero ()
-    include TransP
-    include (Monad.MakeDistrib2(TransP) : Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m)
+    let put s = fun _ -> Wrapped.unit ((), s)
+    let puts modifier = fun s -> Wrapped.unit ((), modifier s)
   end
 end
 
@@ -1055,40 +638,22 @@ module Ref_monad(V : sig
 end) : sig
   type ref
   type value = V.value
-  type 'a result = 'a
-  type 'a result_exn = 'a
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  val newref : value -> ref m
-  val deref : ref -> value m
-  val change : ref -> value -> unit m
+  type ('x,'a) result = 'a
+  type ('x,'a) result_exn = 'a
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+  val newref : value -> ('x,ref) m
+  val deref : ref -> ('x,value) m
+  val change : ref -> value -> ('x,unit) m
   (* RefT transformer *)
   module T : functor (Wrapped : Monad.S) -> sig
-    type 'a result = 'a Wrapped.result
-    type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-    include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
-    val newref : value -> ref m
-    val deref : ref -> value m
-    val change : ref -> value -> unit m
-  end
-  (* RefT transformer when wrapped monad has plus, zero *)
-  module TP : functor (Wrapped : Monad.P) -> sig
-    include module type of T(Wrapped)
-    include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
-  end
-  module T2 : functor (Wrapped : Monad.S2) -> sig
     type ('x,'a) result = ('x,'a) Wrapped.result
     type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-    include Monad.S2 with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+    include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
     val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
     val newref : value -> ('x,ref) m
     val deref : ref -> ('x,value) m
     val change : ref -> value -> ('x,unit) m
   end
-  module TP2 : functor (Wrapped : Monad.P2) -> sig
-    include module type of T2(Wrapped)
-    include Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m
-  end
 end = struct
   type ref = int
   type value = V.value
@@ -1102,13 +667,15 @@ end = struct
   let write (key : ref) (value : value) (d : dict) =
     { next = d.next; tree = D.add key value d.tree }
   module Base = struct
-    type 'a m = dict -> 'a * dict
-    type 'a result = 'a
-    type 'a result_exn = 'a
+    type ('x,'a) m = dict -> 'a * dict
+    type ('x,'a) result = 'a
+    type ('x,'a) result_exn = 'a
     let unit a = fun s -> (a, s)
     let bind u f = fun s -> let (a, s') = u s in let u' = f a in u' s'
     let run u = fst (u empty)
     let run_exn = run
+    let zero () = Util.undefined
+    let plus u v = u
   end
   include Monad.Make(Base)
   let newref value = fun s -> alloc value s
@@ -1117,41 +684,9 @@ end = struct
   module T(Wrapped : Monad.S) = struct
     module Trans = struct
       module Wrapped = Wrapped
-      type 'a m = dict -> ('a * dict) Wrapped.m
-      type 'a result = 'a Wrapped.result
-      type 'a result_exn = 'a Wrapped.result_exn
-      let elevate w = fun s ->
-        Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (a, s))
-      let bind u f = fun s ->
-        Wrapped.bind (u s) (fun (a, s') -> f a s')
-      let run u =
-        let w = Wrapped.bind (u empty) (fun (a,s) -> Wrapped.unit a)
-        in Wrapped.run w
-      let run_exn u =
-        let w = Wrapped.bind (u empty) (fun (a,s) -> Wrapped.unit a)
-        in Wrapped.run_exn w
-    end
-    include Monad.MakeT(Trans)
-    let newref value = fun s -> Wrapped.unit (alloc value s)
-    let deref key = fun s -> Wrapped.unit (read key s, s)
-    let change key value = fun s -> Wrapped.unit ((), write key value s)
-  end
-  module TP(Wrapped : Monad.P) = struct
-    module TransP = struct
-      include T(Wrapped)
-      let plus u v = fun s -> Wrapped.plus (u s) (v s)
-      let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
-    end
-    include TransP
-    include (Monad.MakeDistrib(TransP) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
-  end
-  module T2(Wrapped : Monad.S2) = struct
-    module Trans = struct
-      module Wrapped = Wrapped
       type ('x,'a) m = dict -> ('x,'a * dict) Wrapped.m
       type ('x,'a) result = ('x,'a) Wrapped.result
       type ('x,'a) result_exn = ('x,'a) Wrapped.result_exn
-      (* code repetition, ugh *)
       let elevate w = fun s ->
         Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (a, s))
       let bind u f = fun s ->
@@ -1162,22 +697,14 @@ end = struct
       let run_exn u =
         let w = Wrapped.bind (u empty) (fun (a,s) -> Wrapped.unit a)
         in Wrapped.run_exn w
+      let plus u v = fun s -> Wrapped.plus (u s) (v s)
+      let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
     end
-    include Monad.MakeT2(Trans)
+    include Monad.MakeT(Trans)
     let newref value = fun s -> Wrapped.unit (alloc value s)
     let deref key = fun s -> Wrapped.unit (read key s, s)
     let change key value = fun s -> Wrapped.unit ((), write key value s)
   end
-  module TP2(Wrapped : Monad.P2) = struct
-    module TransP = struct
-      include T2(Wrapped)
-      (* code repetition, ugh *)
-      let plus u v = fun s -> Wrapped.plus (u s) (v s)
-      let zero () = elevate (Wrapped.zero ())
-    end
-    include TransP
-    include (Monad.MakeDistrib2(TransP) : Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m)
-  end
 end
 
 
@@ -1189,24 +716,26 @@ module Writer_monad(Log : sig
 end) : sig
   (* declare additional operations, while still hiding implementation of type m *)
   type log = Log.log
-  type 'a result = 'a * log
-  type 'a result_exn = 'a * log
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  val tell : log -> unit m
-  val listen : 'a m -> ('a * log) m
-  val listens : (log -> 'b) -> 'a m -> ('a * 'b) m
-  (* val pass : ('a * (log -> log)) m -> 'a m *)
-  val censor : (log -> log) -> 'a m -> 'a m
+  type ('x,'a) result = 'a * log
+  type ('x,'a) result_exn = 'a * log
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+  val tell : log -> ('x,unit) m
+  val listen : ('x,'a) m -> ('x,'a * log) m
+  val listens : (log -> 'b) -> ('x,'a) m -> ('x,'a * 'b) m
+  (* val pass : ('x,'a * (log -> log)) m -> ('x,'a) m *)
+  val censor : (log -> log) -> ('x,'a) m -> ('x,'a) m
 end = struct
   type log = Log.log
   module Base = struct
-    type 'a m = 'a * log
-    type 'a result = 'a * log
-    type 'a result_exn = 'a * log
+    type ('x,'a) m = 'a * log
+    type ('x,'a) result = 'a * log
+    type ('x,'a) result_exn = 'a * log
     let unit a = (a, Log.zero)
     let bind (a, w) f = let (a', w') = f a in (a', Log.plus w w')
     let run u = u
     let run_exn = run
+    let zero () = Util.undefined
+    let plus u v = u
   end
   include Monad.Make(Base)
   let tell entries = ((), entries) (* add entries to log *)
@@ -1239,25 +768,27 @@ end
 
 module IO_monad : sig
   (* declare additional operation, while still hiding implementation of type m *)
-  type 'a result = 'a
-  type 'a result_exn = 'a
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  val printf : ('a, unit, string, unit m) format4 -> 'a
-  val print_string : string -> unit m
-  val print_int : int -> unit m
-  val print_hex : int -> unit m
-  val print_bool : bool -> unit m
+  type ('x,'a) result = 'a
+  type ('x,'a) result_exn = 'a
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
+  val printf : ('a, unit, string, ('x,unit) m) format4 -> 'a
+  val print_string : string -> ('x,unit) m
+  val print_int : int -> ('x,unit) m
+  val print_hex : int -> ('x,unit) m
+  val print_bool : bool -> ('x,unit) m
 end = struct
   module Base = struct
-    type 'a m = { run : unit -> unit; value : 'a }
-    type 'a result = 'a
-    type 'a result_exn = 'a
+    type ('x,'a) m = { run : unit -> unit; value : 'a }
+    type ('x,'a) result = 'a
+    type ('x,'a) result_exn = 'a
     let unit a = { run = (fun () -> ()); value = a }
-    let bind (a : 'a m) (f: 'a -> 'b m) : 'b m =
+    let bind (a : ('x,'a) m) (f: 'a -> ('x,'b) m) : ('x,'b) m =
      let fres = f a.value in
        { run = (fun () -> a.run (); fres.run ()); value = fres.value }
     let run a = let () = a.run () in a.value
     let run_exn = run
+    let zero () = Util.undefined
+    let plus u v = u
   end
   include Monad.Make(Base)
   let printf fmt =
@@ -1268,78 +799,13 @@ end = struct
   let print_bool b = { Base.run = (fun () -> Printf.printf "%B\n" b); value = () }
 end
 
-(*
-module Continuation_monad : sig
-  (* expose only the implementation of type `('r,'a) result` *)
-  type 'a m
-  type 'a result = 'a m
-  type 'a result_exn = 'a m
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn and type 'a m := 'a m
-  (* val callcc : (('a -> ('r,'b) m) -> ('r,'a) m) -> ('r,'a) m *)
-  (* misses that the answer types of all the cont's must be the same *)
-  val callcc : (('a -> 'b m) -> 'a m) -> 'a m
-  (* val reset : ('a,'a) m -> ('r,'a) m *)
-  val reset : 'a m -> 'a m
-  (* val shift : (('a -> ('q,'r) m) -> ('r,'r) m) -> ('r,'a) m *)
-  (* misses that the answer types of second and third continuations must be b *)
-  val shift : (('a -> 'b m) -> 'b m) -> 'a m
-  (* overwrite the run declaration in S, because I can't declare 'a result =
-   * this polymorphic type (complains that 'r is unbound *)
-  val runk : 'a m -> ('a -> 'r) -> 'r
-  val run0 : 'a m -> 'a
-end = struct
-  let id = fun i -> i
-  module Base = struct
-    (* 'r is result type of whole computation *)
-    type 'a m = { cont : 'r. ('a -> 'r) -> 'r }
-    type 'a result = 'a m
-    type 'a result_exn = 'a m
-    let unit a =
-      let cont : 'r. ('a -> 'r) -> 'r =
-        fun k -> k a
-      in { cont }
-    let bind u f =
-      let cont : 'r. ('a -> 'r) -> 'r =
-        fun k -> u.cont (fun a -> (f a).cont k)
-      in { cont }
-    let run (u : 'a m) : 'a result = u
-    let run_exn (u : 'a m) : 'a result_exn = u
-    let callcc f =
-      let cont : 'r. ('a -> 'r) -> 'r =
-          (* Can't figure out how to make the type polymorphic enough
-           * to satisfy the OCaml type-checker (it's ('a -> 'r) -> 'r
-           * instead of 'r. ('a -> 'r) -> 'r); so we have to fudge
-           * with Obj.magic... which tells OCaml's type checker to
-           * relax, the supplied value has whatever type the context
-           * needs it to have. *)
-          fun k ->
-          let usek a = { cont = Obj.magic (fun _ -> k a) }
-          in (f usek).cont k
-      in { cont }
-    let reset u = unit (u.cont id)
-    let shift (f : ('a -> 'b m) -> 'b m) : 'a m =
-      let cont = fun k ->
-        (f (fun a -> unit (k a))).cont id
-      in { cont = Obj.magic cont }
-    let runk u k = (u.cont : ('a -> 'r) -> 'r) k
-    let run0 u = runk u id
-  end
-  include Monad.Make(Base)
-  let callcc = Base.callcc
-  let reset = Base.reset
-  let shift = Base.shift
-  let runk = Base.runk
-  let run0 = Base.run0
-end
- *)
 
-(* This two-type parameter version works without Obj.magic *)
 module Continuation_monad : sig
   (* expose only the implementation of type `('r,'a) result` *)
   type ('r,'a) m
   type ('r,'a) result = ('r,'a) m
   type ('r,'a) result_exn = ('a -> 'r) -> 'r
-  include Monad.S2 with type ('r,'a) result := ('r,'a) result and type ('r,'a) result_exn := ('r,'a) result_exn and type ('r,'a) m := ('r,'a) m
+  include Monad.S with type ('r,'a) result := ('r,'a) result and type ('r,'a) result_exn := ('r,'a) result_exn and type ('r,'a) m := ('r,'a) m
   val callcc : (('a -> ('r,'b) m) -> ('r,'a) m) -> ('r,'a) m
   val reset : ('a,'a) m -> ('r,'a) m
   val shift : (('a -> ('q,'r) m) -> ('r,'r) m) -> ('r,'a) m
@@ -1357,8 +823,10 @@ end = struct
     let bind u f = (fun k -> (u) (fun a -> (f a) k))
     let run u k = (u) k
     let run_exn = run
+    let zero () = Util.undefined
+    let plus u v = u
   end
-  include Monad.Make2(Base)
+  include Monad.Make(Base)
   let callcc f = (fun k ->
     let usek a = (fun _ -> k a)
     in (f usek) k)
@@ -1449,27 +917,17 @@ module Leaf_monad : sig
   (* We implement the type as `'a tree option` because it has a natural`plus`,
    * and the rest of the library expects that `plus` and `zero` will come together. *)
   type 'a tree = Leaf of 'a | Node of ('a tree * 'a tree)
-  type 'a result = 'a tree option
-  type 'a result_exn = 'a tree
-  include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-  include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
+  type ('x,'a) result = 'a tree option
+  type ('x,'a) result_exn = 'a tree
+  include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
   (* LeafT transformer *)
   module T : functor (Wrapped : Monad.S) -> sig
-    type 'a result = 'a tree option Wrapped.result
-    type 'a result_exn = 'a tree Wrapped.result_exn
-    include Monad.S with type 'a result := 'a result and type 'a result_exn := 'a result_exn
-    include Monad.PLUS with type 'a m := 'a m
-    val elevate : 'a Wrapped.m -> 'a m
-    (* note that second argument is an 'a tree?, not the more abstract 'a m *)
-    (* type is ('a -> 'b W) -> 'a tree? -> 'b tree? W == 'b treeT(W) *)
-    val distribute : ('a -> 'b Wrapped.m) -> 'a tree option -> 'b m
-  end
-  module T2 : functor (Wrapped : Monad.S2) -> sig
     type ('x,'a) result = ('x,'a tree option) Wrapped.result
     type ('x,'a) result_exn = ('x,'a tree) Wrapped.result_exn
-    include Monad.S2 with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
-    include Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m
+    include Monad.S with type ('x,'a) result := ('x,'a) result and type ('x,'a) result_exn := ('x,'a) result_exn
     val elevate : ('x,'a) Wrapped.m -> ('x,'a) m
+    (* note that second argument is an 'a tree?, not the more abstract 'a m *)
+    (* type is ('a -> 'b W) -> 'a tree? -> 'b tree? W == 'b treeT(W) *)
     val distribute : ('a -> ('x,'b) Wrapped.m) -> 'a tree option -> ('x,'b) m
   end
 end = struct
@@ -1484,9 +942,9 @@ end = struct
                          plus (loop l) (loop r)
                    ) in loop ts
   module Base = struct
-    type 'a m = 'a tree option
-    type 'a result = 'a tree option
-    type 'a result_exn = 'a tree
+    type ('x,'a) m = 'a tree option
+    type ('x,'a) result = 'a tree option
+    type ('x,'a) result_exn = 'a tree
     let unit a = Some (Leaf a)
     let zero () = None
     let plus u v = match (u, v) with
@@ -1504,49 +962,20 @@ end = struct
       | Some us -> us
   end
   include Monad.Make(Base)
-  include (Monad.MakeDistrib(Base) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
   let base_plus = plus
   let base_lift = lift
   module T(Wrapped : Monad.S) = struct
     module Trans = struct
-      let zero () = Wrapped.unit None
-      let plus u v =
-        Wrapped.bind u (fun us ->
-        Wrapped.bind v (fun vs ->
-        Wrapped.unit (base_plus us vs)))
       include Monad.MakeT(struct
         module Wrapped = Wrapped
-        type 'a m = 'a tree option Wrapped.m
-        type 'a result = 'a tree option Wrapped.result
-        type 'a result_exn = 'a tree Wrapped.result_exn
-        let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (Some (Leaf a)))
-        let bind u f = Wrapped.bind u (fun t -> mapT f t zero plus)
-        let run u = Wrapped.run u
-        let run_exn u =
-            let w = Wrapped.bind u (fun t -> match t with
-              | None -> failwith "no values"
-              | Some ts -> Wrapped.unit ts)
-            in Wrapped.run_exn w
-      end)
-    end
-    include Trans
-    include (Monad.MakeDistrib(Trans) : Monad.PLUS with type 'a m := 'a m)
-    (* let distribute f t = mapT (fun a -> a) (base_lift (fun a -> elevate (f a)) t) zero plus *)
-    let distribute f t = mapT (fun a -> elevate (f a)) t zero plus
-  end
-  module T2(Wrapped : Monad.S2) = struct
-    module Trans = struct
-      let zero () = Wrapped.unit None
-      let plus u v =
-        Wrapped.bind u (fun us ->
-        Wrapped.bind v (fun vs ->
-        Wrapped.unit (base_plus us vs)))
-      include Monad.MakeT2(struct
-        module Wrapped = Wrapped
         type ('x,'a) m = ('x,'a tree option) Wrapped.m
         type ('x,'a) result = ('x,'a tree option) Wrapped.result
         type ('x,'a) result_exn = ('x,'a tree) Wrapped.result_exn
-        (* code repetition, ugh *)
+        let zero () = Wrapped.unit None
+        let plus u v =
+          Wrapped.bind u (fun us ->
+          Wrapped.bind v (fun vs ->
+          Wrapped.unit (base_plus us vs)))
         let elevate w = Wrapped.bind w (fun a -> Wrapped.unit (Some (Leaf a)))
         let bind u f = Wrapped.bind u (fun t -> mapT f t zero plus)
         let run u = Wrapped.run u
@@ -1558,7 +987,7 @@ end = struct
       end)
     end
     include Trans
-    include (Monad.MakeDistrib2(Trans) : Monad.PLUS2 with type ('x,'a) m := ('x,'a) m)
+    (* let distribute f t = mapT (fun a -> a) (base_lift (fun a -> elevate (f a)) t) zero plus *)
     let distribute f t = mapT (fun a -> elevate (f a)) t zero plus
   end
 end
@@ -1574,7 +1003,7 @@ module TL = T.T(L);;
 module TR = T.T(R);;
 module TS = T.T(S);;
 module C = Continuation_monad
-module TC = T.T2(C);;
+module TC = T.T(C);;
 
 
 print_endline "=== test Leaf(...).distribute ==================";;