使用 IO Monad 的 flatMap 和 For-Comprehension

Question

查看来自Functional Programming in Scala 的 IO Monad 示例：

def ReadLine: IO[String] = IO { readLine }
def PrintLine(msg: String): IO[Unit] = IO { println(msg) }

def converter: IO[Unit] = for {
  _ <- PrintLine("enter a temperature in degrees fahrenheit")
  d <- ReadLine.map(_.toDouble)
  _ <- PrintLine((d + 32).toString)
} yield ()

我决定用flatMap 重写converter。

def converterFlatMap: IO[Unit] = PrintLine("enter a temperate in degrees F").
     flatMap(x => ReadLine.map(_.toDouble)).
       flatMap(y => PrintLine((y + 32).toString))

当我将最后一个flatMap 替换为map 时，我没有看到控制台上打印出readLine 的结果。

与flatMap:

enter a temperate in degrees 
37.0

与map:

enter a temperate in degrees

为什么？另外，签名（IO[Unit]）与map 或flatMap 仍然相同吗？

这是本书中的IO monad。

  sealed trait IO[A] { self =>
    def run: A
    def map[B](f: A => B): IO[B] =
      new IO[B] { def run = f(self.run) }
    def flatMap[B](f: A => IO[B]): IO[B] =
      new IO[B] { def run = f(self.run).run }
  }

Answer 1

我认为 Scala 在第二种情况下将 IO[IO[Unit]] 转换为 IO[Unit]。尝试在 scala 控制台中运行这两种变体，并且不要为 def converterFlatMap: IO[Unit] 指定类型，您会看到不同之处。

至于map为什么不起作用，从IO的定义就很清楚了： 当你在 IO[IO[T]] 上进行映射时，内部的映射只会在外部 IO 上调用 run，结果将是 IO[IO[T]]，所以只会执行前两个 PrintLine 和 ReadLine .

flatMap 也会执行内部 IO，结果会是IO[T]，其中T 是内部IO 的类型参数A，所以这三个语句都会被执行。

P.S.：我认为你错误地扩展了理解。根据rules，您编写的for循环应扩展为：

PrintLine("enter a temperate in degrees F").flatMap { case _ =>
    ReadLine.map(_.toDouble).flatMap { case d =>
        PrintLine((d + 32).toString).map { case _ => ()}
    }
}

请注意，在这个版本中 flatMaps/maps 是嵌套的。

P.P.S：实际上最后一个for 语句也应该是flatMap，而不是map。如果我们假设 scala 有一个“return”运算符将值放入一元上下文中，
（例如 return(3) 将创建 IO[Int] 什么都不做，它的函数 run 返回 3。），
然后我们可以将 for (x <- a; y <- b) yield y 重写为
a.flatMap(x => b.flatMap( y => return(y))),
但是因为 b.flatMap( y => return(y)) 的工作方式与 b.map(y => y) 的工作方式完全相同，因此 scala 中的最后一条语句用于理解被扩展为 map。