理解 I/O monad 和“do”符号的使用答案

【问题标题】：Understanding I/O monad and the use of "do" notation理解 I/O monad 和“do”符号的使用
【发布时间】：2014-08-09 05:40:59
【问题描述】：

我仍在为 Haskell 苦苦挣扎，现在我遇到了一个问题，就是围绕 Input/Output monad from this example:

main = do   
line <- getLine  
if null line  
    then return ()  
    else do  
        putStrLn $ reverseWords line  
        main  
  
reverseWords :: String -> String  
reverseWords = unwords . map reverse . words

我知道因为像 Haskell 这样的函数式语言不能基于函数的副作用，所以必须发明一些解决方案。在这种情况下，似乎所有内容都必须包装在 do 块中。我得到了简单的例子，但在这种情况下，我真的需要有人解释：

为什么对于 I/O 操作仅使用一个 do 块还不够？
为什么必须在 if/else 情况下打开全新的？
另外，我不知道怎么称呼它 do monad 的“范围”什么时候结束，即什么时候可以使用标准的 Haskell 术语/函数？

【问题讨论】：

do 只是语法糖，以避免使用 >>= 和 >> 编写过于复杂的语句，它适用于所有 monad，并且与 IO 没有特殊关联。您不必在示例代码中使用第二个do（您甚至不需要第一个do，但生成的代码会更难阅读），您也可以编写else putStrLn (reverseWords line) >> main，它会有同样的效果。
我在这里回答了一个非常相似的问题：stackoverflow.com/questions/23049409/… 这有帮助吗？诀窍是基本上看所有函数的返回类型，一切都会到位。
stackoverflow.com/questions/2488646/… 有更多解释。
This 博客文章是一个很好的读物，如果你在一般情况下都在与 monad 作斗争，情况似乎就是这样。阅读 .hs 文件并打开 ghci 提示符，以便您进行练习。
非常感谢您的帮助，好的教程可以比理论更好地解释一切。

标签： haskell functional-programming do-notation

【解决方案1】：

do 块涉及与第一条语句处于相同缩进级别的任何内容。因此，在您的示例中，它实际上只是将两件事联系在一起：

 line <- getLine

以及所有其他的，恰好更大：

 if null line  
  then return ()
  else do
      putStrLn $ reverseWords line  
      main

但无论多么复杂，do 语法都不会进入这些表达式。所以这一切都和

main :: IO ()
main = do
   line <- getLine
   recurseMain line

使用辅助函数

recurseMain :: String -> IO ()
recurseMain line
   | null line  = return ()
   | otherwise  = do
           putStrLn $ reverseWords line
           main

现在，显然recurseMain 中的内容无法知道该函数是在 main 的 do 块中调用的，因此您需要使用另一个 do。

【讨论】：

【解决方案2】：

do 实际上并没有做任何事情，它只是用于轻松组合语句的语法糖。一个可疑的类比是将do 与[] 进行比较：

如果您有多个表达式，您可以使用: 将它们组合成列表：

(1 + 2) : (3 * 4) : (5 - 6) : ...

但是，这很烦人，所以我们可以改用 [] 表示法，它编译成同样的东西：

[1+2, 3*4, 5-6, ...]

同样，如果你有多个 IO 语句，你 can combine them using >> and >>=:

(putStrLn "What's your name?") >> getLine >>= (\name -> putStrLn $ "Hi " ++ name)

但是，这很烦人，所以我们可以改用do 表示法，它编译成同样的东西：

do
  putStrLn "What's your name?"
  name <- getLine
  putStrLn $ "Hi " ++ name

现在，为什么需要多个 do 块的答案很简单：

如果您有多个值列表，则需要多个 []s（即使它们是嵌套的）。

如果您有多个单子语句序列，则需要多个 dos（即使它们是嵌套的）。

【讨论】：