Что значит работать внутри монады?

Авторы, пишущие книги и статьи, часто используют метафоры и менее точный язык, когда пытаются объяснить концепции. Цель состоит в том, чтобы дать читателю концептуальное представление о том, что происходит.

Я считаю, что концепция «запуска» функции относится к этой категории. Помимо IO, вы правы в том, что функции, которые вы используете для составления, скажем, [], Maybe и т. д., ничем не отличаются от других функций.

Я думаю, что идея запуска чего-то внутри монады исходит из наблюдения, что функторы являются контейнерами. Это наблюдение применимо и к монадам, поскольку все монады являются функторами. [Bool] — это контейнер логических значений, Maybe Int — это контейнер (ноль или единица) чисел. Вы даже можете думать о функторе чтения r -> a как о контейнере a значений, потому что вы можете представить, что это просто очень большая таблица поиска.

Возможность «запустить функцию внутри контейнера» полезна, потому что не все контейнеры обеспечивают доступ к своему содержимому. Опять же, IO является ярким примером, поскольку это непрозрачный контейнер.

Часто задаваемый вопрос: как вернуть чистое значение из нечистого метода. Точно так же многие новички спрашивают: как получить значение Maybe? Вы даже можете спросить: как мне получить значение из списка? В обобщенном виде вопрос звучит так: Как получить значение из монады.

Ответ в том, что вы этого не сделаете. Вы «запускаете функцию внутри контейнера», или, как мне нравится выражаться, вы внедрить поведение в монаду. Вы никогда не покидаете контейнер, а позволяете своим функциям выполняться в его контексте. В частности, когда дело доходит до IO, это единственный способ взаимодействия с этим контейнером, потому что в противном случае он непрозрачен (я здесь притворяюсь, что unsafePerformIO не существует).

Имейте в виду, когда речь заходит о методе bind (>>=), что хотя функция, «работающая внутри него», имеет тип a -> m b, вы также можете «запускать» «нормальную» функцию a -> b внутри монады. с fmap, потому что все экземпляры Monad также являются экземплярами Functor.

функции, которые я упорядочиваю с помощью >>=, должны иметь одинаковую сигнатуру типа

Это только отчасти правда. В некотором монадическом контексте у нас может быть выражение

x >>= f >>= g

где

x :: Maybe Int
f :: Int -> Maybe String
g :: String -> Maybe Char

Все они должны включать одну и ту же монаду (Maybe), но обратите внимание, что не все они имеют одинаковую сигнатуру типа. Как и в случае с обычной композицией функций, вам не нужно, чтобы все возвращаемые типы были одинаковыми, достаточно, чтобы входные данные одной функции совпадали с выходными данными ее предшественницы.

Вот простая аналогия «запустить функцию внутри контейнера» с псевдокодом:

Допустим, у вас есть некоторый тип Future[String], который представляет собой контейнер, в котором будет строка «когда-нибудь в будущем»:

val tweet: Future[String] = getTweet()

Теперь вы хотите получить доступ к строке — но вы не вырываете строку из контекста — «будущее» — вы просто используете строку «внутри контейнера»:

tweet.map { str =>
  println(str)
}

Внутри этих фигурных скобок вы находитесь «в будущем». Например:

val tweet: Future[String] = getTweet()

tweet.map { str =>
  println(str)
}

println("Length of tweet string is " + tweet.length) // <== WRONG -- you are not yet in the future

tweet.length пытается получить доступ к твиту за пределами контейнера. Таким образом, «нахождение внутри контейнера» при чтении исходного кода аналогично «нахождению внутри фигурных скобок карты (плоской карты и т. д.)». Вы погружаетесь внутрь контейнера.

tweet.map { str =>
  println("Length of tweet string is " + str.length) // <== RIGHT
}

Хотя это очень простая аналогия, я нахожу ее полезной, когда размышляю обо всех монадах в целом. В исходном коде, где один «внутри контейнера», а где снаружи? В этом случае функция длины выполняется в будущем или «внутри контейнера».