使用单子变压器避免提升

Question

我有一个问题，一堆单子变压器（甚至一个单子变压器）超过IO。一切都很好，除了在每个动作之前使用提升非常烦人！我怀疑这真的没什么可做的，但我想我还是会问的。

我知道提升整个块，但如果代码真的是混合类型怎么办？如果 GHC 加入一些语法糖会不会很好（例如，<-$ = <- lift）？

Answer 1

对于所有标准的mtl monad，您根本不需要lift。 get、put、ask、tell — 它们都可以在任何单子中工作，并且在堆栈中的某个位置使用正确的变压器。缺少的部分是 IO，即使在那里，liftIO 也会将任意 IO 操作提升到任意数量的层。

这是通过提供的每个“效果”的类型类完成的：例如，MonadState 提供 get 和 put。如果您想围绕转换器堆栈创建自己的newtype 包装器，您可以使用GeneralizedNewtypeDeriving 扩展来执行deriving (..., MonadState MyState, ...)，或者滚动您自己的实例：

instance MonadState MyState MyMonad where
  get = MyMonad get
  put s = MyMonad (put s)

您可以使用它来选择性地公开或隐藏组合转换器的组件，方法是定义一些实例而不是其他实例。

（通过定义自己的类型类并为标准转换器提供样板实例，您可以轻松地将这种方法扩展到您自己定义的全新 monadic 效果，但全新的 monad 很少见；大多数时候，您将只需编写 mtl 提供的标准集即可。）

Answer 2

您可以通过使用类型类而不是具体的 monad 堆栈来使您的函数与 monad 无关。

假设你有这个功能，例如：

bangMe :: State String ()
bangMe = do
  str <- get
  put $ str ++ "!"
  -- or just modify (++"!")

当然，你意识到它也可以作为转换器，所以可以这样写：

bangMe :: Monad m => StateT String m ()

但是，如果您有一个使用不同堆栈的函数，比如说ReaderT [String] (StateT String IO) () 或其他什么，您将不得不使用可怕的lift 函数！那么如何避免呢？

诀窍是使函数签名更加通用，以便它表示State monad 可以出现在 monad 堆栈中的任何位置。这样做是这样的：

bangMe :: MonadState String m => m ()

这会强制m 成为支持 monad 堆栈中任何位置（实际上）状态的 monad，因此该函数将在不提升任何此类堆栈的情况下工作。

不过，有一个问题；因为IO 不是mtl 的一部分，所以默认情况下它没有转换器（例如IOT），也没有方便的类型类。那么当你想任意解除 IO 动作时应该怎么做呢？

救援来了MonadIO！它的行为与MonadState、MonadReader 等几乎相同，唯一的区别是它的提升机制略有不同。它的工作原理如下：您可以采取任何IO 操作，并使用liftIO 将其转换为与monad 无关的版本。所以：

action :: IO ()
liftIO action :: MonadIO m => m ()

通过以这种方式转换您希望使用的所有 monadic 动作，您可以随意地将 monad 交织在一起，而无需任何繁琐的提升。