Question

在玩monad时，我经常会遇到评估问题。现在，我理解了懒惰评估的基本概念，但我不知道在Haskell中如何懒惰地评估monad。

考虑以下代码

module Main where
import Control.Monad
import Control.Applicative
import System

main = print <$> head <$> getArgs

在我看来，主函数应该打印第一个控制台参数，但它不会。

我知道

getArgs :: IO [String]
head <$> getArgs :: IO String
print <$> (head <$> getArgs) :: IO (IO ())
main :: IO (IO ())

显然，第一个参数没有打印在stdout上，因为没有评估第一个monad IO的内容。所以如果我加入两个monad，它就可以了。

main = join $ print <$> head <$> getArgs

请有人，请为我澄清一下吗？（或给我一个指针）

Answer 1

Haskell 2010报告（语言定义）says：

程序的值是模块中标识符main的值 Main，对于某些类型IO τ，必须是τ类型的计算。执行程序时，计算main为已执行，其结果（类型τ）将被丢弃。

您的main函数的类型为IO (IO ())。上面的引用意味着只评估外部操作（IO (IO ())），并且丢弃其结果（IO ()）。你是怎么来到这里？我们来看看print <$>：

的类型

> :t (print <$>)
(print <$>) :: (Show a, Functor f) => f a -> f (IO ())

问题是您将fmap与print结合使用。查看Functor的{{1}}实例的定义：

IO

你可以看到，这使你的表达式等同于instance Functor IO where fmap f x = x >>= (return . f)。要执行您最初的预期，只需删除不必要的(head <$> getArgs >>= return . print)：

return

或等同地：

head <$> getArgs >>= print

请注意，Haskell中的IO操作就像其他值一样 - 它们可以传递给函数并从函数返回，存储在列表和其他数据结构中等。除非它是主计算的一部分，否则不会评估IO操作。要将IO操作“粘合”在一起，请使用print =<< head <$> getArgs和>>，而不是>>=（通常用于将纯函数映射到某些“框”中的值） - 在您的情况下，fmap）。

另请注意，这不是懒惰评估，而是纯度 - 从语义上讲，您的程序是一个纯函数，它返回类型IO的值，然后由运行时系统解释。由于您的内部IO a操作不是此计算的一部分，因此运行时系统只会将其丢弃。这些问题的一个很好的介绍是Simon Peyton Jones的"Tackling the Awkward Squad"的第二章。

Answer 2

您有head <$> getArgs :: IO String和print :: Show a => a -> IO ()，即monad中的值和从普通值到monad的函数。用于组成此类事物的函数是monadic绑定运算符(>>=) :: Monad m => m a -> (a -> m b) -> m b。

所以你想要的是

main = head <$> getArgs >>= print

(<$>)又名fmap的类型为Functor f => (a -> b) -> f a -> f b，因此当您想要将纯函数应用于monad中的某个值时，它非常有用这就是为什么它适用于head而不适用于print，因为print不是纯粹的。

Haskell和懒惰的Monads评估

2 个答案: