理解 Reader monad

Question

我正在阅读 PureScript by Example 并进入介绍 Reader monad 的部分。示例如下：

createUser :: Reader Permissions (Maybe User)
createUser = do
  permissions <- ask
  if hasPermission "admin" permissions
    then map Just newUser
    else pure Nothing

让我感到困惑的是ask 函数。签名是：

ask   :: forall r. Reader r r

看起来好像它凭空创造了一个阅读器？？？？

当我阅读State monad 时，它的get 函数具有相同的概念。以及文字说明：

state 被实现为一个隐藏在 State monad 的数据构造函数中的函数参数，因此没有明确的引用可以传递。

我猜这是关键，阅读器也发生了同样的事情，但我不明白它是如何工作的......

当上面的例子通过runReader运行时，提供的值是如何突然作为ask的结果出现的？ ask 的 Haskell 文档说：检索 monad 环境。但我的困惑是 从哪里来的？在我看来，一个值被传递给runReader，被存储在某处，然后得到它——你调用ask...但这没有任何意义。

虽然这个例子是 PureScript，但我猜任何懂 Haskell 的人也能回答，因此有了 Haskell 标签。

Answer 1

您可以通过执行一些替换来说服自己它有效。先看createUser的签名。让我们“展开”Reader 的定义：

createUser :: Reader Permissions (Maybe User)
{- definition of Reader -}
createUser :: ReaderT Permissions Identity (Maybe User)

ReaderT 类型只有一个数据构造函数：ReaderT (r -> m a)，这意味着 createUser 是一个计算为 ReaderT (Permissions -> Identity (Maybe User)) 类型值的术语。如您所见，它只是一个带有ReaderT 标记的函数。它不必凭空创建任何东西，但会在调用该函数时接收Permissions 类型的值。

现在让我们看看您遇到问题的线路。你知道do 符号只是语法糖，而表达式：

do permissions <- ask
   if hasPermission "admin" permissions
     then map Just newUser
     else pure Nothing

去糖

ask >>= \permissions -> 
  if hasPermission "admin" permissions
  then map Just newUser
  else pure Nothing

要了解这是做什么的，您必须查找 ReaderT 的 ask、>>= 和 pure 的定义。让我们进行另一轮替换：

ask >>= \permissions -> ...
{- definition of ask for ReaderT -}
ReaderT pure >>= \permissions -> ...
{- definition of >>= for ReaderT -}
ReaderT \r ->
  pure r >>= \a -> case (\permissions -> ...) a of ReaderT f -> f r
{- function application -}
ReaderT \r ->
  pure r >>= \a -> 
    case (if hasPermission "admin" a
          then map Just newUser
          else pure Nothing) of ReaderT f -> f r
{- definition of pure for Identity -}
ReaderT \r ->
  Identity r >>= \a -> 
    case (if hasPermission "admin" a
          then map Just newUser
          else pure Nothing) of ReaderT f -> f r
{- definition of >>= for Identity -}
ReaderT \r ->
  (\a -> 
    case (if hasPermission "admin" a
          then map Just newUser
          else pure Nothing) of ReaderT f -> f r) r
{- function application -}
ReaderT \r ->
  case (if hasPermission "admin" r
        then map Just newUser
        else pure Nothing) of ReaderT f -> f r

如您所见，createUser 显然只是一个由ReaderT 包装的函数，它通过您的表达式线程化一个值（“环境”）。 runReader 解包函数并使用提供的参数调用它：

runReader :: forall r a. Reader r a -> r -> a
runReader (ReaderT f) r = f r

Answer 2

我目前没有 PureScript 环境，所以我会尝试从 Haskell 的角度来回答，希望对您有所帮助。

Reader 实际上只是一个函数的“包装器”，所以当您获得Reader r r 时，您实际上只能获得从r 到r 的阅读器；换句话说，一个函数r -> r。

你可以凭空召唤函数，因为，如果你是柏拉图主义者，我想它们总是存在的......

当您使用do 表示法时，您处于“单子内部”，因此上下文r 是隐含的。换句话说，您调用一个返回 r 值的函数，当您使用 <- 箭头时，您只需获取该上下文。