也许 Python 中的 monad 带有方法链

Question

我正在尝试在 python 中实现 Maybe monad。 但是，我还想要某种链接能力。

所以我有课：

class Maybe:
    def __init__(self, val):
        self.val = val

    def do(self, func):  # Bind function
        if self.val is None:
            return None
        else:
            return func(self.val)

我有两个功能：

def double(number):
    try:
        result = number * 2
        return Maybe(result)
    except:
        return Maybe(None)

def square(number):
    try:
        result = number * number
        return Maybe(result)
    except:
        return Maybe(None)

这是我的使用方法：

 result = Maybe(5).do(double).do(square)
    print(result.val)

我正在寻找一种方法来链接多个功能，每个功能都执行特定的任务。每个函数都将前一个函数的输出作为输入。如果链中的任何函数抛出异常，则链应该中断。

这是对 Maybe monad 建模的正确方法吗？

这也是处理异常的正确方法吗？

这个可以改进吗？

非常感谢。

Answer 1

这样做的缺点是它故意抑制错误，这在 python 中通常被认为是一个坏主意。

但是，您可以捕获并存储在您的 Maybe 实例中发生的任何错误并报告回来。

例如：

class Maybe(object):
    def __init__(self, val, error=None):
        self.val = val
        self.error = error

    def __repr__(self):
        if self.val is not None:
            return repr(self.val)
        else:
            return repr(self.error)

    def do(self, func):
        if self.val is None:
            return self
        try:
            return Maybe(func(self.val))
        except Exception as e:
            return Maybe(None, e)

def squared(x):
    return x * x

def addone(x):
    return x + 1

result1 = Maybe(5).do(squared).do(addone)
result2 = Maybe('a').do(squared).do(addone)
print result1
print result2

这会产生：

26
TypeError("can't multiply sequence by non-int of type 'str'",)

这类似于 DanD 的答案，但优点是存储发生的错误而不是完全抑制它。

无论你如何分割它，这个习语都会让人觉得有点“不合Python”，但这是一种更健壮的处理方式。

Answer 2

以下内容可以满足您的要求，并让函数更加简洁。还更新以正确捕获异常：

class Maybe:
    def __init__(self, val, err=None):
        self.val = val
        self.err = err

    def __repr__(self):
        if self.err is not None:
           return 'Maybe('+repr(self.val)+', '+repr(self.err)+')'
        else:
           return 'Maybe('+repr(self.val)+')'

    def do(self, func):  # Bind function
        if self.val is not None:
            try:
                val = func(self.val)
            except Exception as e:
                return Maybe(None, e)
            if not isinstance(val, Maybe):
                return Maybe(val)
            else:
                 return val
        else:
            return Maybe(None, self.err)


def double(number):
    result = number * 2
    return result

def square(number):
    result = number * number
    return result

result = Maybe(5).do(double).do(square)
print(result.val)
print(result)
result2 = Maybe('a').do(double).do(square)
print(result2.val)
print(result2)

打印：

100
Maybe(100)
None
Maybe(None, TypeError("can't multiply sequence by non-int of type 'str'",))

Answer 3

这个问题已经被回答了，但是我觉得使用 Maybe monad 的界面可以变得更具可读性。允许左右调用的接口，例如：

 square(double(Maybe(5)))

另外，最好返回一个 Maybe 类型给用户使用，这样他们就可以选择进一步链接而不是立即检索该值。这个功能类似于 Swift 的 Optional 类型。

class Maybe(object):
  def __init__(self, val=None)
     self.val

  def unwrap(self):
     return self.val

  def calc(self, func):
     try:
       return func(self.val)
     except:
       return None

def double(number):
    return Maybe(maybe.calc(lambda x: x*2))

def square(number):
    return Maybe(maybe.calc(lambda x: x**2))

print square(double(Maybe(5))) # prints Maybe type
print square(double(Maybe(5))).unwrap() # prints '100'
print square(double(None)) # prints 'None'

异常不会存储在我的答案中，因为调用者希望 maybe monad 检查异常本身并在链接操作失败时转换为“无”（即无）。这允许用户使用链轻松处理条件中的故障。

Answer 4

我可能会考虑一些调整：

• 按照其他人的建议存储异常。
• 使Maybe 可调用以消除对do 的需要。
• 通过调用传递xs 和kws，以防您的任何函数采用其他参数。

例如：

class Maybe:
    def __init__(self, val, error = None):
        self.val = val
        self.error = error

    def __call__(self, func, *xs, **kws):
        v = None
        e = None
        if self.val is not None:
            try:
                v = func(self.val, *xs, **kws)
            except Exception as e:
                pass
        return Maybe(v, error = e)

def double(n):
    return n * 2

def square(n):
    return n * n

def multiply_by(n, by):
    return n * by

def message(n, *xs, **kws):
    return 'Message: {} {} {}'.format(n, xs, kws)

ms = [
    Maybe(5)(double)(square),
    Maybe(4)(square)(square)(double),
    Maybe(3)(square)(square),
    Maybe(7)(multiply_by, 3),
    Maybe(9)(message, 1, 2, 3, foo = 'blah'),
    Maybe('hi')(double)(square),
]

for m in ms:
    print(dict(val = m.val, error = m.error))