Haskell 函数签名混淆答案

【问题标题】：Haskell function signature confusionHaskell 函数签名混淆
【发布时间】：2019-07-02 20:02:13
【问题描述】：

我正在尝试学习 Haskell，但我遇到了一些问题。到目前为止，我已经明白函数签名符合这个约定：

<name> :: <type constraint A> => <input type A> -> <input type B> -> .. <input type X> -> <return type>

所以，我目前理解的一些例子是：

-- Returns input + 2
add2 :: Int -> Int
add2 x = x + 2

-- Returns the result of applying a function that takes an int and returns an int on an input int
adds2 :: (Int -> Int) -> Int -> Int
adds2 func x = func x

-- Returns a String with "Hello" prepended to the front
sayHello :: String -> String
sayHello name = "Hello " ++ name

然后我遇到了这件事，这让我很困惑：

mate :: RandomGen g => Gene -> Gene -> Rand g Gene

我知道函数名称是mate，它有一个类型约束，其中g 必须是RandomGen 类型，然后它将两个Gene 类型的值作为输入。

然而，真正让我困惑的是返回类型。您如何解释这一点，任何人都可以向新手 Haskeller 解释一下吗？

【问题讨论】：

您的描述看起来正确。对于最后一种类型，请注意Rand g Gene 是一个单子类型，通过将单子Rand g 应用于Gene 类型获得。如果您还不熟悉 monad，那么要完全理解其后果并不容易。尽管如此，在英语中，Rand g Gene 的值是对能够读取和写入类型为g 的 RNG 状态变量并生成Gene 值作为结果的计算的描述。更简洁地说，mate 返回一个Gene，但结果是随机的，所以它不是一个常规的确定性函数..
啊，可怕的 monad.... 每次我试图陷入 Haskell 时，我都会碰到这个“Monad”墙，我读过的所有资源都接近掌握这个概念但它似乎从来没有点击过:-(
您实际上并不需要了解有关 Monads 的任何事情来理解类型签名。您只需要知道Rand 是一个“类型构造函数”，它接受2 个参数来创建一个“具体”类型。从技术上讲，我们说Rand 是一个“种类”为* -> * -> * 的类型（您也可以看到写为Type -> Type -> Type），这完全类似于具有a -> b -> c 类型的函数——它是一个“ types”，它需要 2 种类型并产生另一种。 Maybe 是一个简单的例子，你可能已经知道了 - 它有一种 * -> *（它需要 1 个类型参数）。
将约束读取为“g 必须具有类型类 RandomGen 的 instance”。

标签： haskell

【解决方案1】：

如果您为自己定义了一种数据类型，例如

data MyType = A Int String

那么A，您的数据构造函数，实际上将是一个具有类型的函数

A :: Int -> String -> MyType

你会这样调用它来产生MyType的值。

A 42 "hello"

这就是数据构造函数。

Haskell 也有类型构造函数。 Rand 是其中之一。就像函数值具有定义如何应用它们的函数类型一样，类型构造函数具有确定如何应用它们的“函数”种类。像Int 或String 这样的常规旧类型拼写为*。 Rand 的类型是一个类型构造函数，是* -> * -> *：它接受两种类型并从中生成一个类型。

因此，当您将Rand 应用于g 和Gene 类型时，您将获得函数的返回类型，即Rand g Gene。

欲了解更多信息，请参阅this chapter of Learn You A Haskell。

(“好的，但是...什么是Rand g Gene？”，我听到你问了。好吧，假设你的意思是this Rand，Rand g Gene 是一个代表计算的值，它会产生@987654343 @如果你在能够运行Rand g的东西上运行它，比如runRand。现在，这不是你可以用Rand g Gene做的唯一事情，因为它恰好Rand g是一个.. . dun dun dun... monad！有关该概念的更多信息，您真的应该阅读LYAH 之类的内容...有很多预备知识要通过才能完整解释给新手。）

【讨论】：

你和Maybe合作了吗？ Maybe 是一个类型构造函数，所以Maybe Int 是一个有效类型，而Maybe String 也是如此。 Rand 是一回事；它只是采用两个参数，而不是 Maybe 采用的一个。
@ThomasCook 它更像mate :: RandomGen g => Gene -> Gene -> (g -> (g, Gene))，最多一些newtype 包装器。 IE。获取旧的 RNG 种子 g，并输出下一个种子以及 Gene 结果。也许这不是第一个最容易理解的单子。
你理解一次单子就像你理解一次对象一样。一旦你知道了一个对象是什么（比如在 Java 中），用它们编程就容易多了，但是每个单独的对象仍然有它自己需要学习的怪癖。同样，一旦你了解了 monad，它们就会自然而然地出现，但每种类型的 monad 仍然有自己的特点。
绝对值得。五年前我开始学习 Haskell，但我仍然不一定称自己为专家。直到至少学习一年后，我才对 monads 有深刻的理解。你并不落后；这是正常的，一旦你得到它，它会极大地改进你的编程，不仅仅是在 Haskell 中，而是在所有语言中。
您将能够使用 RX observables 作为 monad 的示例。并且特别熟悉map 和flatMap 将有助于理解这些函数的泛化如何在其他单子中工作。但我认为 Silvio 的类比是正确的：monad 的概念就像 class 的概念——例子无处不在，理解这个概念是什么可能需要从很多方面建立直觉。具体例子。