有没有办法在 do 表示法中捕获延续？

Question

由于下面的do块：

do
  x <- foo
  y <- bar
  return x + y

脱糖为以下形式：

foo >>= (\x -> bar >>= (\y -> return x + y))

\x -> ... 和 y -> ... 实际上不是在这里延续吗？

我想知道是否有办法捕获bind 定义中的延续，但我无法正确选择类型。即：

data Pause a = Pause a | Stop

instance Monad Pause where
  return x = Stop
  m >>= k = Pause k         -- this doesn't work of course

现在我试着混淆类型：

data Pause a = Pause a (a -> Pause ???) | Stop
                       ------- k ------

但这也不起作用。有没有办法捕捉到这些隐含的延续？

顺便说一句，我知道Cont monad，我只是在试验和尝试一些东西。

Answer 1

好吧，我不知道您的 lambda 是否是严格意义上的延续，但在我看来它们也与这个概念相似。

但请注意，如果它们是延续，那么脱糖的一元代码已经以延续传递风格 (CPS) 编写。 “捕获”延续的控制操作符的通常概念是基于直接式程序； “捕获的”延续仅隐含在直接式程序中，但 CPS 转换使其显式。

由于去糖的单子代码已经在 CPS 或类似的东西中，好吧，也许一种解决您问题的方法是单子代码是否可以表达 CPS 代码可以表达的一些控制流技巧。通常，这些技巧归结为这样一种想法，即在 CPS 机制下，一个函数通过调用其延续来完成是常规的，一个函数可以选择用它选择的另一个延续来替换它的延续。可以使用对原始延续的引用来构造此替换延续，以便它可以反过来“恢复”原始延续，如果它选择的话。例如，协程被实现为相互的“替换/恢复”循环。

从这个角度来看，我认为你的答案大部分是否定的； CPS 要求在foo >>= bar 中，foo 必须能够选择是否调用bar，并且foo 必须能够提供bar 的替代品，但(>>=) 本身不能为foo 提供一种机制来执行此操作，更重要的是，(>>=) 控制着执行流程，而不是foo。一些特定的 monad 实现了部分或全部（例如，Maybe monad 允许 foo 通过产生 Nothing 结果来放弃对 bar 的执行），但其他人则不这样做。

我能得到的最接近的是放弃 (>>=) 并改用它：

-- | Execute action @foo@ with its "continuation" @bar@.
callCC :: Monad m => ((a -> m b) -> m b) -> (a -> m b) -> m b
foo `callCC` bar = foo bar

这里foo可以选择是否使用bar。但请注意，这个callCC 真的只是($)！

Answer 2

好的，我不太确定，但让我提出一些想法。我不太确定它是什么 应该意味着捕捉延续。例如，您可以捕获整个 do 结构中的块：

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}

import Control.Monad

data MonadExp b = Return b | forall a. Bind (MonadExp a) (a -> MonadExp b)

instance Monad MonadExp where
    return x = Return x
    f >>= g = Bind f g

例如：

block :: MonadExp Int
block = do
    x <- return 1
    y <- return 2
    return $ x + y

instance Show (MonadExp a) where
    show (Return _) = "Return _"
    show (Bind _ _) = "Bind _ _"

print block
>> Bind _ _

然后评估整个事情：

finish :: MonadExp a -> a
finish (Return x) = x
finish (Bind f g) = finish $ g (finish f)

print $ finish block
>> 3

或单步执行并查看部分

step :: MonadExp a -> MonadExp a
step (Return _) = error "At the end"
step (Bind f g) = g $ finish f

print $ step block
>> Bind _ _
print $ step $ step block
>> Return _

好吧，现在我想多了，这可能不是你要问的。但 也许它会帮助你思考。