第十八章： Monad变换器.pdf

第⼗⼋章： Monad变换器 第⼗⼋章： Monad变换器 动机： 避免样板代码 Monad提供了⼀种强⼤途径以构建带效果的计算。虽然各个标准monad皆专⼀于其特 定的 务，但在实际代码中，我们常常想同时使⽤多种效果。 ⽐如，回忆在第⼗章中开发的 Parse 类型。在介绍monad之时，我们提到这个类型其 实是乔装过的 State monad 。事实上我们的monad⽐标准的 State monad 更加复杂：它 同时也使⽤了 Either 类型来表达解析过程中可能的失败。在这个例⼦中，我们想在解 析失败的时候就⽴刻停⽌这个过程，⽽不是以错误的状态继续执⾏解析。这个monad 同时包含了带状态计算的效果和提早退出计算的效果。 普通的 State monad不允许我们提早退出，因为其只负责状态的携带。其使⽤的是 fail 函数的默认实现：直接调⽤ error 抛出异常 － 这⼀异常⽆法在纯函数式的代码中捕 获。因此，尽管 State monad似乎允许错误，但是这⼀能⼒并没有什么⽤。 （再次强 调：请尽量避免使⽤ fail 函数 ！） 理想情况下，我们希望能使⽤标准的 State monad ，并为其加上实⽤的错误处理能⼒以 代替⼿动地⼤量定制各种monad 。虽然在 mtl 库中的标准monad不可合并使⽤，但使⽤ 库中提供了⼀系列的 monad变换器 可以达到相同的效果。 Monad变换器和常规的monad很类似，但它们并不是独⽴的实体。相反，monad变换器 通过修改其以为基础的monad的⾏为来⼯作。 ⼤部分 mtl 库中的monad都有对应的变 换器。习惯上变换器以其等价的monad名为基础，加以 T 结尾。 例如，与 State 等价 的变换器版本称作 StateT ； 它修改下层monad 以增加可变状态。此外，若将 WriterT monad变换器叠加于其他 （或许不⽀持数据输出的）monad之上，在被monad修改后的 的monad 中，输出数据将成为可能。 [注：mtl 意为monad变换器函数库(Monad Transformer Library)] [译注：Monad变换器需要依附在⼀已有monad上来构成新的monad ，在接下来的⾏⽂ 中将使⽤“下层monad”来称呼monad变换器所依附的那个monad] 简单的Monad变换器实例 在介绍monad变换器之前，先看看以下函数，其中使⽤的都是之前接触过的技术。这 个函数递归地访问⽬录树，并返回⼀个列表，列表中包含树的每层的实体个数： -- file: ch18/CountEntries.hs module CountEntries ( listDirectory , countEntriesTrad ) where im ort System.Directory (doesDirectoryExist, getDirectoryContents) im ort System.FilePath ((/)) im ort Control.Monad (forM, liftM) listDirectory :: FilePath - IO [String] listDirectory = liftM (filter notDots) . getDirectoryContents where notDots = /= . /= .. countEntriesTrad :: FilePath - IO [(FilePath, Int)] countEntriesTrad ath = do contents - listDirectory ath rest - forM contents $ \name - do let newName = ath / name isDir - doesDirectoryExist newName if isDir then countEntriesTrad newName else return [] return $ ( ath, length contents) : concat rest 现在看看如何使⽤ Writer monad 实现相同的⽬标。由于这个monad允许随时记下数 值，所以并不需要我们显⽰地去构建结果。 为了遍历⽬录，这个函数必须在 IO monad 中执⾏，因此我们⽆法直接使⽤ Writer