对单子“运行”功能的直觉答案

【问题标题】：Intuition for "run" function of monads对单子“运行”功能的直觉
【发布时间】：2019-02-05 13:27:05
【问题描述】：

我正在学习 Haskell 中的 monad，我了解它们为何有用，我大致了解 bind、join、return 的作用。

我还查看了基本读取器/写入器/状态/列表/可能是单子的基本用法示例。

尽管如此，作为一个初学者，我仍然不知道“运行”函数（例如 runState、runReader、runWriter）的一般含义。它似乎没有像上述函数那样的通用签名，如果它是可定义的/对所有单子都有意义，我不明白。

【问题讨论】：

如果你的意思是runState、runReader 等函数，那么不，这些函数并不适用于所有 monad。
各种run*函数采用由>>=链接在一起的函数“链”，并返回最终按顺序计算所有函数产生的值。
“通用”签名可以看作是一个T-代数；获取一元值并“提取”包装代码在最终评估时产生的任何值。 >>= 通常除了构建一个更大的延迟代码链之外什么都不做。
通常，run* 函数是无操作的，只是暴露了 monad 的内部表示。例如，Reader r a 是 r -> a 的包装器，runReader 将前者转换为后者。这同样适用于包裹(w, a) 的Writer w a 和包裹s -> (s, a) 的State s a。在构建了一个（可能又长又复杂的）monadic 计算之后，使用run* 最终让该计算与不在同一个 monad 下的程序的其余部分交互。
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【解决方案1】：

大多数 monad 的 run 函数实际上只是 monad 如何在内部表示的工件；例如，Reader monad 理论上可以表示为

type Reader r a = r -> a

State作为

type State s a = s -> (s, a)

等等。但是，如果我们这样做了，我们就无法为 Reader 和 State 提供不同的类型类（包括 Monad）实现，因为它们都只能由 (->) 表示。

--也就是说，如果我们写了

instance Functor (Reader r)
  -- ....

和

instance Functor (State s)
  -- ...

我们的编译器会抱怨我们试图为(->) a 提供两个不同的Functor 实现。

因此，我们或多或少地用newtype 编写相同的东西，而不是type，例如

newtype Reader r a = Reader { runReader :: r -> a }

或

newtype State s a = State { runState :: s -> (s, a)}

如您所见，run 函数在这里实际上没有做任何事情，它们只是“解开”新类型，因此我们可以获得底层值。

（实际实现可能涉及 monad 转换器，因此看起来有点复杂，但它们本质上仍在做同样的事情）。

【讨论】：