在最近简要回顾了Haskell之后,对于monad本质上是什么,有什么简单、简洁、实用的解释?

我发现,我遇到的大多数解释都很难理解,而且缺乏实际细节。


当前回答

[免责声明:我仍在努力完全了解monads。以下是我目前所了解的情况。如果这是错误的,希望有有知识的人会在地毯上给我打电话。]

Arnar写道:

Monads只是一种包装东西的方法,它提供了对包装好的东西进行操作而不展开的方法。

正是这样。想法是这样的:

你需要一些价值,并用一些附加信息来包装它。就像值是某种类型的(例如整数或字符串)一样,附加信息也是某种类型的。例如,该额外信息可能是“可能”或“IO”。然后,您有一些运算符,允许您在携带附加信息的同时对打包的数据进行操作。这些运算符使用附加信息来决定如何更改包装值上的操作行为。例如,Maybe Int可以是Just Int或Nothing。现在,如果您将Maybe Int添加到Maybe Int,则运算符将检查它们是否都是内部的Just Int,如果是,则将展开Int,将其传递给加法运算符,将生成的Int重新包装为新的Just Int(这是有效的Maybe Int),从而返回Maybe Int。但如果其中一个是内部的Nothing,则该运算符将立即返回Nothing,这也是一个有效的Maybe Int。这样,你可以假装Maybe Ints只是正常的数字,并对它们进行常规运算。如果你得到了一个Nothing,你的方程仍然会产生正确的结果——而不必到处乱检查Nothing。

但这个例子正是Maybe所发生的事情。如果额外的信息是IO,那么将调用为IO定义的特殊运算符,并且在执行添加之前,它可以执行完全不同的操作。(好吧,将两个IO Int加在一起可能是荒谬的——我还不确定。)

基本上,“monad”大致意思是“模式”。但是,您现在有了一种语言构造(语法和所有),可以将新模式声明为程序中的东西,而不是一本充满了非正式解释和专门命名的模式的书。(这里的不精确之处在于所有模式都必须遵循特定的形式,因此monad不像模式那样通用。但我认为这是大多数人都知道和理解的最接近的术语。)

这就是为什么人们觉得单子如此令人困惑:因为它们是一个通用的概念。问是什么使某物成为monad与问是什么让某物成为模式类似。

但是想想在语言中对模式的概念提供语法支持的含义:你不必阅读“四人帮”一书,记住特定模式的构造,只需编写一次代码,以不可知的通用方式实现这个模式,然后就完成了!然后,您可以重用此模式,如Visitor或Strategy或Façade等,只需用它装饰代码中的操作,而无需反复重新实现它!

所以,这就是为什么理解monad的人会发现它们如此有用的原因:这并不是知识势利者以理解为荣的象牙塔概念(好吧,当然也是如此,teehee),而是实际上让代码更简单。

其他回答

monad是用于封装状态变化的对象的东西。在不允许您具有可修改状态的语言(例如,Haskell)中最常遇到这种情况。

例如文件I/O。

您将能够使用文件I/O的monad来将不断变化的状态本质与使用monad的代码隔离开来。Monad内部的代码可以有效地忽略Monad外部世界的变化状态,这使您更容易理解程序的整体效果。

事实上,与一般人对蒙得斯的理解相反,他们与国家无关。Monads只是一种包装东西的方法,它提供了对包装好的东西进行操作而不展开的方法。

例如,您可以在Haskell中创建一个类型来包装另一个类型:

data Wrapped a = Wrap a

包装我们定义的东西

return :: a -> Wrapped a
return x = Wrap x

要在不展开的情况下执行操作,假设您有一个函数f::a->b,然后您可以执行此操作来提升该函数以作用于包装的值:

fmap :: (a -> b) -> (Wrapped a -> Wrapped b)
fmap f (Wrap x) = Wrap (f x)

这就是所有需要理解的。然而,事实证明,有一个更通用的函数来执行此提升,即bind:

bind :: (a -> Wrapped b) -> (Wrapped a -> Wrapped b)
bind f (Wrap x) = f x

bind可以比fmap做得更多,但反之亦然。实际上,fmap只能用绑定和返回来定义。因此,在定义monad时。。您给出它的类型(这里是Wrapped a),然后说明它的返回和绑定操作是如何工作的。

很酷的是,这是一个普遍的模式,它会在所有地方弹出,以纯方式封装状态只是其中之一。

有关如何使用monad来引入函数依赖关系,从而控制求值顺序(如Haskell的IO monad中所用)的好文章,请查看IOInside。

至于理解单子,不要太担心。读一些你觉得有趣的东西,如果你不马上理解,也不要担心。那就用Haskell这样的语言潜水吧。修道院就是这样一种东西,在那里,通过练习,理解慢慢地进入你的大脑,有一天你突然意识到你理解了它们。

monad是一个容器,但用于数据。一个特殊的容器。

所有容器都可以有开口、把手和喷口,但这些容器都保证有一定的开口、把手或喷口。

为什么?因为这些有保证的开口、把手和喷口对于以特定、常见的方式拾取和连接容器非常有用。

这使您可以选择不同的容器,而不必对它们了解太多。它还允许不同类型的容器轻松连接在一起。

公主对F#计算表达式的解释帮助了我,尽管我仍然不能说我真的理解了。

编辑:这个系列-用javascript解释monad-对我来说是一个“打破平衡”的系列。

http://blog.jcoglan.com/2011/03/05/translation-from-haskell-to-javascript-of-selected-portions-of-the-best-introduction-to-monads-ive-ever-read/http://blog.jcoglan.com/2011/03/06/monad-syntax-for-javascript/http://blog.jcoglan.com/2011/03/11/promises-are-the-monad-of-asynchronous-programming/

我认为理解单子是一件让你毛骨悚然的事。从这个意义上说,尽可能多地阅读“教程”是一个好主意,但通常奇怪的东西(不熟悉的语言或语法)会让你的大脑无法专注于基本内容。

有些事情我很难理解:

基于规则的解释对我来说从未奏效,因为大多数实际示例实际上需要的不仅仅是返回/绑定。此外,称之为规则也无济于事。这更像是“有些东西有共同点,我们把它们称为‘单子’,把共同点称为‘规则’”。Return(a->M<a>)和Bind(M<a>->(a->M<b>)->M<b>)很好,但我永远无法理解Bind如何从M<a>中提取a,以便将其传递给a->M<b>。我不认为我在任何地方读过(也许这对其他人来说都很明显),Return(M<a>->a)的反面必须存在于monad内部,它只是不需要暴露。

世界需要的是另一篇monad博客文章,但我认为这对识别野外现存的monad很有用。

单子是分形

上面是一个叫做Sierpinski三角形的分形,这是我唯一记得画的分形。分形是与上述三角形相似的自相似结构,其中部分与整体相似(在这种情况下,正好是母三角形比例的一半)。单子是分形。给定一个一元数据结构,它的值可以组合成数据结构的另一个值。这就是为什么它对编程有用,这也是为什么它在许多情况下都会出现。