修改 Haskell 中的输入是否会破坏组合？答案

【问题标题】：Does it break composition to modify input in Haskell?修改 Haskell 中的输入是否会破坏组合？
【发布时间】：2016-01-02 17:23:25
【问题描述】：

当我在haskell中阅读SDL的文档时，我发现一些函数不可避免地会修改它的输入。例如，blitSurface 将目标表面作为输入，但它在函数内更新。现在，概括问题，如果我有一个函数f :: a -> IO a，如果我在函数内部修改a，它会破坏组合吗？ f :: IO a -> IO a 呢？ a -> IO () 呢？那么IO a -> IO ()呢？

考虑到blitSurface实际上是一个外来函数，并且每帧制作一个新表面听起来效率不高，这些函数很难避免。这样的功能会导致更大范围的问题吗？例如，使用进行破坏性更新的fModifySurface :: Surface -> IO () 为例：

main = do
    w <- ... -- The window surface
    -- Do something here
    s <- someFuncGetSurface -- We get a surface here
    fModifySurface s -- Destructively update s
    blitSurface ...... -- Ignore the actual API, but destructively updates w

上面的代码中是否有任何意想不到的语义？如果是这样，利用改变输入的外部函数的最佳方法是什么？

【问题讨论】：

严格来说，这些都不是“功能”。
好的，命令意义上的“函数”。
只要所有外部函数都返回IO SomeType，就不会破坏任何基本属性。你的情况与打电话有很大不同吗？ writeIORef 更新可变变量？后者是“安全的”，即使它可以被滥用来编写单一的代码。
问题是，外部函数就像f (type* src, type* dest)，而dest的内容明显改变了。所以如果我调用f a，它只会返回a 被修改
Haskell 中的所有值都是不可变的，因此没有函数修改其输入。但是，某些值是（或包含）对内容可能更改的单元格的引用。但是更改这些单元格的内容并不会修改引用，就像更改文件的内容会修改其文件名一样。所以从语言的角度来看是没有问题的。当然，有时对涉及可变状态的系统进行推理可能会更加困难。

标签： haskell functional-programming sdl monads purely-functional

【解决方案1】：

我观察到 f a b 和 flip f b a 是 beta 等效项。另一方面，直接的IO 版本，即f <$> a <*> b 和flip f <$> b <*> a，肯定不是beta 等价的；甚至使用来自"Tackling the Awkward Squad" 的等价，这使得更多IO 动作等价，这两个术语并不等价。

从高层次上讲，这意味着如果您证明了有关纯项行为的某些内容，那么即使将纯计算用作更大程序的一部分，您也可以重复使用该证明。另一方面，没有相应的方法将关于IO 术语的本地证明统一提升为关于更大的基于IO 的程序的证明；如果您希望这样做，您必须调用一些关于您计划一起使用的特定 IO 操作的全局属性。

这是将尽可能多的计算从 IO 提升到纯粹世界的常见建议背后的推动力——事实上，这是首先进行纯函数式编程的主要动机之一，即命令式程序的组合不好。

但是，这些讨论都不是特定于 FFI 或 IO 操作更新其输入之一引用的值的函数。 blitSurface 在这方面基本上不比我们扔进IO 的任何“罪恶箱”更差或更好。命令式程序根本不像纯程序那样具有组合性。

【讨论】：

所以现在我只保留一层极薄的IO，方便手动管理。
提及索引单子和效果系统可能是合适的。