Haskell Tutorial(31)do 區塊與 <- 綁定


在〈Haskell Tutorial(30)解決巢狀結構的 Monad〉最後說到,do<- 綁定 其實是可以用在 Monad 上,而不只是 IO,這邊就實際來看看,像 Maybe、List 可以如何與 do<- 一起使用。

Maybe、do 與 <-

假設你從某個運算取得了 maybeName::Maybe String,又從另一個運算取得了 maybeBirth::Maybe Int,現在打算將它們進行串接,取得一個字串,你會怎麼做?如果使用模式比對,你得判斷是不是有值,你可能會想到 Maybe Applicative,它已經實作了有無值的判斷,這是個好主意!你可以使用 (++) <$> something <*> (show <$> another) 來得到想要的結果。

不過,你有更好的做法:

account :: Maybe String -> Maybe Int -> Maybe String
account maybeName maybeBirth = do
    name <- maybeName
    birth <- maybeBirth
    return (name ++ (show birth))

這麼一來,你就可以如此使用:

do 區塊與 <- 綁定

如果不使用 do 區塊與 <- 綁定,你就得寫出一串 Lambda:

account :: Maybe String -> Maybe Int -> Maybe String
account maybeName maybeBirth =
    maybeName >>= (\name ->
    maybeBirth >>= (\birth ->    
    return (name ++ (show birth))))

這也說明了,為什麼 do 區塊最後不能是 <- 綁定,想想看,如果 do 區塊最後 <- 綁定,那這個 Lambda 怎麼寫呢?

List、do 與 <-

將一開始的 account 函式型態宣告拿掉,也就是只寫為:

account mName mBirth = do
    name <- mName
    birth <- mBirth
    return (name ++ (show birth))

由編譯器為你判定型態,你覺得結果會怎樣?

do 區塊與 <- 綁定

實際上,account 只用到了 Monad 定義的 return 方法,判斷為 (Monad m, Show a) => m [Char] -> m a -> m [Char] 是最寬鬆的結果,如此一來,account 不僅可適用 Maybe, 也可以適用 List,就像上面示範的,給 account 的 List 只有一個元素時很好理解,就是將唯一的元素綁定到名稱上,如果給 account 的 List 不只有一個元素時會如何呢?

do 區塊與 <- 綁定

難以理解嗎?重新看看不用 do 時會怎麼寫,就應該能知道為什麼對 List 做 do<-,會有這樣的結果:

account mName mBirth =
    mName >>= (\name ->
    mBirth >>= (\birth ->    
    return (name ++ (show birth))))

我們對 mName 套用 >>=,記得嗎?List 在實作 >>= 的方式是 concat (fmap f xs),也就是說對 mName 套用 >>=, 結果就是 concat (fmap f mName),如果 mName 實際上超過一個元素,就會逐一取得並套用 f 後串接起來,後 f 是個 Lambda,它對 mBirth 套用 >>=,如果 mBrith 實際上超過一個元素,就會逐一取得並套用 f 後串接起來,最後就得到與 [name ++ (show birth) | name <- ["Justin", "Monica"], birth <- [526, 723]] 這個 List Comprehension 相同的結果。

將以下函式與上頭的函式對照一下,你就更容易記得,對 List 使用 do<- 會是什麼結果了:

account mName mBirth = 
    [name ++ (show birth) | 
     name  <- mName, 
     birth <- mBirth]

也就是說,對 List 使用 do<- 時,將 <- 想成是 List Comprehension 的 <- 就是了,實際上,List Comprehension 是個語法蜜糖,跟使用 do 一樣,List Comprehension 最後也是使用 >>= 來進行運算。

回顧一下自訂迴圈

方才看而,一開始的 account 函式可以讓編譯器自動推斷為 (Monad m, Show a) => m [Char] -> m a -> m [Char],因此,account 也可以適用 IO

do 區塊與 <- 綁定

這讓我們想起來,在〈Haskell Tutorial(21)來寫些迴圈吧!〉中提到,Haskell 的 Control.Monad 中有些函式,實際上並不只能用在 IO,像 forM 型態是 Monad m => [a] -> (a -> m b) -> m [b],除了使用在 IO, 你也可以使用在 Maybe 或 List:

do 區塊與 <- 綁定

嗯?最後的顯示結果為什麼會這樣,你可以根據〈〈Haskell Tutorial(21)來寫些迴圈吧!〉最後的題目實作成果,將 sequence'forM' 修改為支援 Monad 版本,就知道為什麼了!