就OOP程序员所能理解的(没有任何功能编程背景)而言,什么是monad?
它解决了什么问题,最常用的地方是什么?
使现代化
为了澄清我所寻求的理解,假设您正在将一个具有monad的FP应用程序转换为OOP应用程序。如何将monad的职责移植到OOP应用程序?
就OOP程序员所能理解的(没有任何功能编程背景)而言,什么是monad?
它解决了什么问题,最常用的地方是什么?
使现代化
为了澄清我所寻求的理解,假设您正在将一个具有monad的FP应用程序转换为OOP应用程序。如何将monad的职责移植到OOP应用程序?
当前回答
典型用法中的Monad在功能上等同于过程编程的异常处理机制。
在现代过程语言中,在一系列语句周围放置一个异常处理程序,其中任何语句都可能引发异常。如果任何语句引发异常,则语句序列的正常执行将停止并转移到异常处理程序。
然而,函数式编程语言在哲学上避免了异常处理特性,因为它们的“goto”性质类似。函数编程的观点是,函数不应该有“副作用”,比如中断程序流的异常。
实际上,由于I/O的原因,在现实世界中不能排除副作用。函数式编程中的monad用于处理这一问题,方法是获取一组链式函数调用(其中任何一个都可能产生意外结果),并将任何意外结果转换为封装数据,这些数据仍然可以安全地通过剩余的函数调用。
控制流被保留,但意外事件被安全地封装和处理。
其他回答
来自维基百科:
在函数式编程中,monad是一种抽象数据类型,用于表示计算(而不是域模型中的数据)。Monads公司允许程序员链接动作一起构建管道,其中每个动作都用提供了其他处理规则莫纳德。编写的程序功能性风格可以利用monads来构造程序包括顺序操作,1[2]或定义任意控制流(如处理并发,延续或例外)。形式上,monad由定义两个操作(bind和return)和类型构造函数M必须满足几个财产才能允许正确组成一元函数(即使用monad中的值作为参数)。返回操作需要一个普通类型的值,并将其放入装入M型一元容器中。绑定操作执行反向处理,提取集装箱的原始价值,以及将其传递给关联的下一个函数。程序员将编写monadic定义数据处理的函数管道monad充当框架,因为它是一种可重用的行为这决定了调用管道,并管理所有需要的卧底工作计算[3] 绑定和返回管道中交错的运算符将在每个monadic之后执行函数返回控制,并将注意特定方面由monad处理。
我相信这很好地解释了这一点。
看到我对“什么是monad?”的回答了吗
它从一个激励性的例子开始,通过这个例子,导出一个monad的例子,并正式定义“monad”。
它假设不了解函数式编程,并且使用带有函数(参数):=表达式语法的伪代码和最简单的表达式。
这个C++程序是伪代码monad的一个实现。(仅供参考:M是类型构造函数,feed是“绑定”操作,wrap是“返回”操作。)
#include <iostream>
#include <string>
template <class A> class M
{
public:
A val;
std::string messages;
};
template <class A, class B>
M<B> feed(M<B> (*f)(A), M<A> x)
{
M<B> m = f(x.val);
m.messages = x.messages + m.messages;
return m;
}
template <class A>
M<A> wrap(A x)
{
M<A> m;
m.val = x;
m.messages = "";
return m;
}
class T {};
class U {};
class V {};
M<U> g(V x)
{
M<U> m;
m.messages = "called g.\n";
return m;
}
M<T> f(U x)
{
M<T> m;
m.messages = "called f.\n";
return m;
}
int main()
{
V x;
M<T> m = feed(f, feed(g, wrap(x)));
std::cout << m.messages;
}
按照OOP程序员将理解(没有任何功能编程背景),什么是莫纳德?它解决了什么问题是最常用的地方吗?是最常用的地方吗?
就OO编程而言,monad是一个接口(或者更可能是一个mixin),由一个类型参数化,具有两个方法,return和bind,它们描述:
如何注入值以获得注入值的一元值类型如何使用从非一元值。
它解决的问题与您期望的任何接口的问题类型相同,“我有很多不同的类,它们做不同的事情,但似乎以一种具有潜在相似性的方式来做这些不同的事情。即使这些类本身不是比‘Object’类本身更接近的子类,我如何描述它们之间的相似性?”
更具体地说,Monad“接口”与IEnumerator或IIterator相似,因为它采用的类型本身也采用的类型。然而,Monad的主要“点”是能够连接基于内部类型的操作,甚至可以连接到具有新的“内部类型”的点,同时保持-甚至增强-主类的信息结构。
如果您曾经使用过Powershell,Eric描述的模式听起来应该很熟悉。Powershell cmdlet是monad;功能组成由管道表示。
杰弗里·斯诺弗对埃里克·梅杰的采访更为详细。
我将尝试使用OOP术语做出最简短的定义:
如果一个泛型类CMonadic<T>至少定义了以下方法,那么它就是一个monad:
class CMonadic<T> {
static CMonadic<T> create(T t); // a.k.a., "return" in Haskell
public CMonadic<U> flatMap<U>(Func<T, CMonadic<U>> f); // a.k.a. "bind" in Haskell
}
如果以下定律适用于所有类型T及其可能的值T
左标识:
CMonadic<T>.create(t).flatMap(f) == f(t)
权利认同
instance.flatMap(CMonadic<T>.create) == instance
关联性:
instance.flatMap(f).flatMap(g) == instance.flatMap(t => f(t).flatMap(g))
示例:
列表monad可能具有:
List<int>.create(1) --> [1]
列表[1,2,3]上的flatMap可以这样工作:
intList.flatMap(x => List<int>.makeFromTwoItems(x, x*10)) --> [1,10,2,20,3,30]
Iterables和Observables也可以是monadic,以及Promise和Task。
评论:
修道院没有那么复杂。flatMap函数与常见的map非常相似。它接收一个函数参数(也称为委托),可以使用来自泛型类的值调用(立即或稍后,零次或多次)。它希望传递的函数也将其返回值包装在同一类泛型类中。为了帮助实现这一点,它提供了create,一个构造函数,可以从值创建该泛型类的实例。flatMap的返回结果也是相同类型的泛型类,通常将flatMap一个或多个应用程序的返回结果中包含的相同值打包到先前包含的值。这允许您尽可能多地链接flatMap:
intList.flatMap(x => List<int>.makeFromTwo(x, x*10))
.flatMap(x => x % 3 == 0
? List<string>.create("x = " + x.toString())
: List<string>.empty())
恰好这种泛型类作为大量事物的基础模型非常有用。这(加上范畴理论的对立)是莫纳斯看起来如此难以理解或解释的原因。它们是一个非常抽象的东西,只有在它们被专门化之后才会变得明显有用。
例如,可以使用一元容器对异常进行建模。每个容器将包含操作结果或发生的错误。flatMap回调链中的下一个函数(委托)只有在前一个函数将值打包到容器中时才会被调用。否则,如果打包了错误,错误将继续在链接的容器中传播,直到找到通过名为.orElse()的方法附加了错误处理程序函数的容器(这样的方法将是允许的扩展)
注意:函数式语言允许您编写可以对任何类型的一元泛型类进行操作的函数。要实现这一点,必须为monad编写一个通用接口。我不知道是否有可能用C#编写这样的接口,但据我所知,这不是:
interface IMonad<T> {
static IMonad<T> create(T t); // not allowed
public IMonad<U> flatMap<U>(Func<T, IMonad<U>> f); // not specific enough,
// because the function must return the same kind of monad, not just any monad
}