需要解释基本的 do 块语法答案

【问题标题】：Need explanation for basic do block syntax需要解释基本的 do 块语法
【发布时间】：2020-08-19 11:40:11
【问题描述】：

在 ghci 中，我写道：

 let x = do
    i <- [1..5]
    j <- [2..4]
    return i

预期结果：

[1,2,3,4,5]

实际结果：

[1,1,1,2,2,2,3,3,3,4,4,4,5,5,5]

我不明白该输出背后的逻辑。我认为原因可能与 monad 有关，但我对函数式编程非常陌生，希望有人能解释一下。

我也尝试过 List-comprehension 中的等价形式，结果是一样的，这意味着我在这里误解了一些基本的东西。

【问题讨论】：

标签： list haskell list-comprehension monads do-notation

【解决方案1】：

这是因为 do 机制并不关心（幸运的是）最里面的代码是否真的引用了（某些）循环变量。

不管最里面的代码如何，你总是得到 3*5=15 个值：

 λ> 
 λ> xs1 = do { i <- [1..5] ; j <- [2..4] ; return i }
 λ> xs1
[1,1,1,2,2,2,3,3,3,4,4,4,5,5,5]
 λ> 
 λ> xs2 = do { i <- [1..5] ; j <- [2..4] ; return 9 }
 λ> xs2
[9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9]
 λ> 
 λ> xs3 = do { i <- [1..5] ; j <- [2..4] ; return (i,j) }
 λ> xs3
[(1,2),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(2,4),(3,2),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(4,4),(5,2),(5,3),(5,4)]
 λ> 
 λ> length xs1
15
 λ> length xs2
15
 λ> length xs3
15
 λ>

据我所知，这是 Haskell 与 C、C++、Fortran、Python 共享的完全标准行为......

一个 C++ 等效示例：

#include  <vector>
#include  <iostream>

int main()
{
    std::vector<int>  vi{1,2,3,4,5};
    std::vector<int>  vj{2,3,4};

    for (int i: vi)
        for (int j: vj)
            std::cout << i << ", ";

    std::cout << std::endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

C++ 输出：

$ ./a.out
1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 
$

【讨论】：

【解决方案2】：

我也试过List-comprehension中的等价形式，结果是一样的

好主意。碰巧对于列表，do 表示法与列表推导完全相同。（事实上，a syntactic extension 允许您对任何 monad 使用列表理解符号，就像您可以对任何 monad 使用 do 符号一样。）

所以，你问为什么[a | a<-[0,1], b<-[2,3]] 给出[0,0,1,1] 而不是[0,1]。这看起来令人惊讶的是，如果您将列表推导视为 集合推导，就像在数学中发现的那样。但是列表不是集合，尽管 Haskeller 确实经常使用列表作为集合的临时替代品。如果列表推导作为集合推导，那么

  [x | x <- [0,1,0]]

也应该只产生[0,1]作为它的结果（或者至少，它应该产生与[x|x<-[0,1]]相同的相同结果）。

一般来说，这种清除重复项需要相等性检查，如果你想让它高效，也可以使用排序或散列方法。列表不做任何这样的事情，所以如果你想要类似集合的行为，你应该使用集合实现数据结构。 Set 和 HashSet 是最常见的。

【讨论】：