Haskell：“do”表示法对 monad 以外的上下文有用吗？答案

【问题标题】：Haskell: Would "do" notation be useful for contexts other than monads?Haskell：“do”表示法对 monad 以外的上下文有用吗？
【发布时间】：2010-07-26 15:17:35
【问题描述】：

我们都喜欢do，我很好奇这种替代语法在理论上是否在 monad 世界之外有用。如果是这样，它将简化哪些其他类型的计算？例如，为 Applicative 提供等效的东西是否有意义？

【问题讨论】：

标签： syntax haskell

【解决方案1】：

我的感觉是many Haskell programmers don't love do，当您不需要Monad 的全部功能时，支持使用Applicative 的常见论据之一是组合子<$>、<*>等允许非常清晰简洁的编码风格。

即使对于一元代码，许多人更喜欢显式使用=<< 而不是do 表示法。 camccann 的 answer to your previous question about <*> 为这种偏好提供了一个绝妙的论据。

我倾向于使用do 编写我的初稿，然后在我修改时用组合器替换。这只是我自己（内）的经验和品味的问题：对我来说，以一种更命令式的方式（使用do 更方便）通常最容易画出草图，但我认为非do 代码是通常更漂亮。

另一方面，对于箭头，我无法想象不使用proc 和command do。元组很快就变得如此丑陋。

【讨论】：

伙计，我感觉有点糟糕——你在这里获得了超过两倍的赞成票，甚至与我之前的一个答案相关联，但我的答案却被接受了……对于它的价值，我全心全意赞同这个答案！

【解决方案2】：

考虑到do 符号本身，它实际上有什么好处可能会有所帮助。正如 Travis Brown 所指出的，我之前提倡使用带有 Monads 和相关类型的“函数应用程序”样式，但也有另一面：有些表达式根本无法编写干净利落的直接函数应用风格。例如，以下内容会很快使 applicative 样式变得笨拙：

在不同嵌套深度的多个子表达式中使用的中间结果
在子表达式中深度嵌套使用的最外层函数的参数
尴尬或不一致的参数顺序，即需要将函数部分应用于除第一个参数以外的其他内容
基于中间结果的深度嵌入流控制，分支之间共享子表达式
中间结果的模式匹配，特别是在提取部分结果的情况下，将其用于进一步计算，然后重建修改后的版本作为下一个结果

将这样的函数编写为单个表达式通常需要多个嵌套的 lambda，或者是那种荒谬的混淆废话，使无点样式名声不好。另一方面，do 块提供语法糖，以便通过嵌入式控制流轻松嵌套中间结果范围。

通常你可能会提取这样的子表达式并将它们放在where 子句或其他东西中，但由于普通值形成一个函数应用程序为(>>=) 的单子——即Identity 单子——你可以想象而是在 do 块中编写这样的函数，尽管人们可能会觉得你很有趣。

除了范围/绑定的东西，do 块为您做的另一件事是省略将子表达式链接在一起的运算符。不难想象在其他情况下，如果有一个“在这个块中使用这个函数组合这些表达式”的符号会很好，然后让编译器填补空白。

在简单的情况下，所有表达式都具有相同的类型，将它们放在一个列表中然后折叠它可以很好地工作——例如，使用unwords 和unlines 以这种方式构建字符串。 do 的好处是它结合了具有通用结构和兼容（但不完全相同）类型的表达式。

事实上，Applicative 论文中的“惯用括号”表示法也有同样的一般原则：do 块使用换行符来省略一元构造，惯用括号使用并置来省略提升的函数应用程序。 Arrow 的 proc 符号也类似，其他概念也可以用这种方式清晰地表达，例如：

组合数据结构，例如合并某种结果集，省略合并功能
其他函数应用习惯用法，例如参数优先的“正向管道”样式，省略了应用运算符
并行计算，省略结果聚合函数

虽然将其中的许多变成单一类型或完整的Monad 实例并不难，但为一般概念提供统一的、可扩展的语法糖位可能会很好。肯定有一个共同的线索将所有这些以及更多内容联系在一起，但这是一个与语法无关的更大主题......

【讨论】：

【解决方案3】：

do 符号基本上是一种表示“根据需要转换为 lambda 并在两行之间分配>>=”。

当很明显使用什么运算符来汇总所有内容时，最好省略并利用“换行符”运算符。

可编程换行将是处理材料列表、应用链等的好方法。要制作列表，您还需要一个“可编程凹痕”。真的，你可以拿三个有意义的位并使它们都可重载：

do 的开头。
介于dos 之间。
do 结束。

那么你可能不应该再叫它do了。也许它应该只是一个括号。

【讨论】：

【解决方案4】：

成语方括号是考虑应用程序的一种很好的方式，但它们并不是唯一可能的此类语法扩展。

Philippa Cowderoy 不久前向 haskell-cafe 发布了一个 "Applicative do" 表示法的提案，并观察到任何看起来有点像的函数：

foo = do
    x <- bar
    y <- baz
    quux y 1234 x

<- 绑定的变量只出现在最后一行可以用 Applicative 实现——我实际上在方案中为此实现了一个基于语法规则的宏，我称之为“ado”。

这在应用效果的顺序与“自然顺序”不同的情况下很有用，并且假设 Haskell 中存在 'ado' 只会使以下内容脱糖：

foo = (\x y -> quux y 1234 x) <*> bar <*> baz

但是，词法作用域规则有点令人不安。

【讨论】：

【解决方案5】：

Applicative 有（更有限，更紧凑）成语括号，请参阅Applicative Programming with Effects，第 4 页。我相信，Conor McBride 的 Strathclyde Haskell 环境已经实现了这些。

我不知道如何概括这些特殊的语法，但也许我没有给予足够的思考。

【讨论】：

【解决方案6】：

BlazeHtml 使用的是do-notation，而实际上它只是一个Monoid（尽管包装为Monad 以便能够使用do）。

因此，Monoids 的类似符号在那里会很有用。

如果你看一下我的游戏代码"Defend The King"，那么我也做了很多mconcating，就像 BlazeHtml 一样，我会从漂亮的语法中受益。

【讨论】：

【解决方案7】：

有一个符合 do 表示法的单子泛化 - 参数化单子。请参阅 sigfpe 的Beyond Monads。示例用法：

test1' = do put 1
            x <- get
            put (show x)
            y <- get
            return (x,y)

这是一个“状态单子”，首先存储一个数字，然后是一个字符串。

【讨论】：

【解决方案8】：

GHC 中有一个预处理器可以为 Arrows 执行此操作：http://www.haskell.org/ghc/docs/6.12.2/html/users_guide/arrow-notation.html

【讨论】：