[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。

Monad是一个可应用的（即，你可以将二进制（因此，“n元”）函数提升到（1），并将纯值注入（2））Functor（即，可以映射到（3）的函数，即提升一元函数到（3”），它还具有展平嵌套数据类型的能力（三个概念中的每一个都遵循其相应的一组规则）。在Haskell中，这种扁平化操作称为join。

此“联接”操作的常规（通用、参数化）类型为：

join  ::  Monad m  =>  m (m a)  ->  m a

对于任何monad m（注意，类型中的所有ms都是相同的！）。

特定的m monad定义了其特定版本的join，该版本适用于由类型m A的monadic值“携带”的任何值类型A。某些特定类型包括：

join  ::  [[a]]           -> [a]         -- for lists, or nondeterministic values
join  ::  Maybe (Maybe a) -> Maybe a     -- for Maybe, or optional values
join  ::  IO    (IO    a) -> IO    a     -- for I/O-produced values

连接操作将产生a型值的m计算的m计算转换为a型值组合的m计算。这允许将计算步骤组合成一个更大的计算。

结合“bind”（>>=）运算符的计算步骤简单地使用fmap和join，即。

(ma >>= k)  ==  join (fmap k ma)
{-
  ma        :: m a            -- `m`-computation which produces `a`-type values
  k         ::   a -> m b     --  create new `m`-computation from an `a`-type value
  fmap k ma :: m    ( m b )   -- `m`-computation of `m`-computation of `b`-type values
  (m >>= k) :: m        b     -- `m`-computation which produces `b`-type values
-}

相反，可以通过bind定义join，join mma==join（fmap id mma）==mma>>=id，其中id ma=ma——对于给定的类型m，以更方便的为准。

对于monad，do表示法及其使用代码的等效绑定，

do { x <- mx ; y <- my ; return (f x y) }        --   x :: a   ,   mx :: m a
                                                 --   y :: b   ,   my :: m b
mx >>= (\x ->                                    -- nested
            my >>= (\y ->                        --  lambda
                         return (f x y) ))       --   functions

可以读为

首先“做”mx，当它完成时，将其“结果”作为x，让我用它“做”其他事情。

在给定的do块中，绑定箭头<-右侧的每个值对于某些类型a都是m a类型，在整个do块中都是相同的monad m。

返回x是一个中立的m计算，它只产生给定的纯值x，因此将任何m计算与返回绑定都不会改变该计算。

（1） 提升A2：：适用m=>（a->b->c）->m a->m b->m c

（2） 纯：：适用m=>a->m a

（3） 具有fmap：：函数m=>（a->b）->m a->m b

还有等效的Monad方法，

liftM2 :: Monad m => (a -> b -> c) -> m a -> m b -> m c
return :: Monad m =>  a            -> m a
liftM  :: Monad m => (a -> b)      -> m a -> m b

给定monad，其他定义可以如下

pure   a       = return a
fmap   f ma    = do { a <- ma ;            return (f a)   }
liftA2 f ma mb = do { a <- ma ; b <- mb  ; return (f a b) }
(ma >>= k)     = do { a <- ma ; b <- k a ; return  b      }

Monoid似乎可以确保在Monoid和受支持的类型上定义的所有操作始终返回Monoid内部的受支持类型。任何数字+任何数字=一个数字，没有错误。

而除法接受两个分数，并返回一个分数，该分数在haskell somewhy中将除以零定义为无穷大（恰好是分数somewhy）。。。

在任何情况下，Monads似乎只是一种确保您的操作链以可预测的方式运行的方法，而一个声称为Num->Num的函数，由另一个用x调用的Num->Num的函数组成，并不意味着发射导弹。

另一方面，如果我们有一个功能可以发射导弹，我们可以将它与其他功能组合起来，也可以发射导弹。

在Haskell中，main的类型是IO（）或IO[（）]，这种区分很奇怪，我不会讨论它，但我认为会发生以下情况：

如果我有main，我希望它做一系列动作，我运行程序的原因是产生一个效果——通常是通过IO。因此，我可以将IO操作串联在一起，以便——做IO，而不是其他。

如果我尝试做一些不“返回IO”的事情，程序会抱怨链不流动，或者基本上“这与我们正在尝试做的事情有什么关系——IO动作”，这似乎迫使程序员保持思路，不偏离并思考发射导弹，同时创建排序算法——不流动。

基本上，Monads似乎是编译器的一个提示，“嘿，你知道这个函数在这里返回一个数字，它实际上并不总是有效的，它有时会产生一个number，有时什么都没有，请记住这一点”。知道了这一点，如果你试图断言一个单元动作，单元动作可能会作为一个编译时异常，说“嘿，这实际上不是一个数字，这可能是一个数字。但你不能假设这一点。做一些事情以确保流是可接受的。”这在一定程度上防止了不可预测的程序行为。

似乎monad不是关于纯粹性，也不是关于控制，而是关于维护一个类别的身份，在这个类别上，所有行为都是可预测和定义的，或者不编译。当你被要求做某事时，你不能什么都不做，如果你被要求什么都不干（可见），你也不能做。

我能想到的Monads的最大原因是——看看程序/OOP代码，你会发现你不知道程序从哪里开始，也不知道程序的结束，你看到的只是大量的跳跃和大量的数学、魔法和导弹。您将无法维护它，如果可以的话，您将花费大量的时间来思考整个程序，然后才能理解其中的任何部分，因为在这种情况下，模块化是基于代码的相互依赖的“部分”，其中代码被优化为尽可能相关，以保证效率/相互关系。单子是非常具体的，并且通过定义得到了很好的定义，并确保程序流程可以进行分析，并隔离难以分析的部分——因为它们本身就是单子。monad似乎是一个“可理解的单元，它在完全理解时是可预测的”——如果你理解“可能”monad，那么它除了“可能”之外就没有可能做任何事情，这看起来微不足道，但在大多数非monad代码中，一个简单的函数“helloworld”可以发射导弹，什么都不做，或者摧毁宇宙，甚至扭曲时间——我们不知道也不能保证它是什么样子。一个单子保证它就是什么样子。这是非常强大的。

“现实世界”中的所有事物似乎都是单子，因为它受到防止混淆的明确可观察规律的约束。这并不意味着我们必须模仿这个对象的所有操作来创建类，相反，我们可以简单地说“一个正方形就是一个正方形”，只不过是一个正方形，甚至不是矩形或圆形，和“一个正方形的面积是它现有维度的长度乘以它自身的面积。无论你有什么正方形，如果它是2D空间中的正方形，它的面积绝对不能是任何东西，只有它的长度平方，这几乎是微不足道的。这是非常强大的，因为我们不需要断言我们的世界是这样的，我们只需要使用现实的含义来预测它。”防止我们的节目偏离轨道。

我几乎可以肯定是错的，但我认为这可以帮助一些人，所以希望它能帮助一些人。

我也在努力理解单子。这是我的版本：

Monad是关于对重复的事物进行抽象的。首先，monad本身是一个类型化接口（像抽象泛型类），它有两个函数：bind和return，它们定义了签名。然后，我们可以基于抽象的monad创建具体的monad，当然还有绑定和返回的具体实现。此外，绑定和返回必须满足几个不变量，以便可以组合/链接具体的单体。

当我们有接口、类型、类和其他工具来创建抽象时，为什么要创建monad概念？因为monad提供了更多：它们以一种能够在没有任何样板的情况下合成数据的方式强制重新思考问题。

在Scala的上下文中，您会发现以下是最简单的定义。基本上，flatMap（或bind）是“关联”的，并且存在一个标识。

trait M[+A] {
  def flatMap[B](f: A => M[B]): M[B] // AKA bind

  // Pseudo Meta Code
  def isValidMonad: Boolean = {
    // for every parameter the following holds
    def isAssociativeOn[X, Y, Z](x: M[X], f: X => M[Y], g: Y => M[Z]): Boolean =
      x.flatMap(f).flatMap(g) == x.flatMap(f(_).flatMap(g))

    // for every parameter X and x, there exists an id
    // such that the following holds
    def isAnIdentity[X](x: M[X], id: X => M[X]): Boolean =
      x.flatMap(id) == x
  }
}

E.g.

// These could be any functions
val f: Int => Option[String] = number => if (number == 7) Some("hello") else None
val g: String => Option[Double] = string => Some(3.14)

// Observe these are identical. Since Option is a Monad 
// they will always be identical no matter what the functions are
scala> Some(7).flatMap(f).flatMap(g)
res211: Option[Double] = Some(3.14)

scala> Some(7).flatMap(f(_).flatMap(g))
res212: Option[Double] = Some(3.14)


// As Option is a Monad, there exists an identity:
val id: Int => Option[Int] = x => Some(x)

// Observe these are identical
scala> Some(7).flatMap(id)
res213: Option[Int] = Some(7)

scala> Some(7)
res214: Some[Int] = Some(7)

注：严格地说，函数编程中的Monad的定义与范畴理论中的Monard的定义不同，后者是按映射和展平的顺序定义的。尽管它们在某些映射下是等价的。这个演示非常好：http://www.slideshare.net/samthemonad/monad-presentation-scala-as-a-category

我将尝试在Haskell的背景下解释Monad。

在函数式编程中，函数组合很重要。它允许我们的程序由小的、易于阅读的函数组成。

假设我们有两个函数：g:：Int->String和f:：String->Bool。

我们可以做（f.g）x，这与f（gx）相同，其中x是Int值。

当进行合成/将一个函数的结果应用到另一个函数时，使类型匹配是很重要的。在上述情况下，g返回的结果类型必须与f接受的类型相同。

但有时值是在上下文中的，这使得排列类型有点不容易。（在上下文中设置值非常有用。例如，Maybe Int类型表示可能不存在的Int值，IO String类型表示由于执行某些副作用而存在的String值。）

假设我们现在有g1：：Int->Maybe String和f1：：String->Maybe Bool。g1和f1分别与g和f非常相似。

我们不能做（f1.g1）x或f1（g1 x），其中x是Int值。g1返回的结果类型不是f1期望的类型。

我们可以用。运算符，但现在我们不能用..组合f1和g1。。问题是我们不能直接将上下文中的值传递给期望值不在上下文中的函数。

如果我们引入一个运算符来组合g1和f1，这样我们就可以写出（f1 operator g1）x，这不是很好吗？g1返回上下文中的值。该值将脱离上下文并应用于f1。是的，我们有这样一个操作员。它是<=<。

我们还有一个>>=运算符，它为我们做了完全相同的事情，尽管语法略有不同。

我们写：g1 x>>=f1。g1 x是Maybe Int值。>>=运算符帮助将Int值从“可能不存在”上下文中取出，并将其应用于f1。f1的结果是Maybe Bool，它将是整个>>=操作的结果。

最后，为什么Monad有用？因为Monad是定义>>=运算符的类型类，与定义==和/=运算符的Eq类型类非常相似。

总之，Monad类型类定义了>>=运算符，该运算符允许我们将上下文中的值（我们称为这些monadic值）传递给不需要上下文中值的函数。将考虑上下文。

如果这里需要记住一点，那就是Monads允许在上下文中包含值的函数组合。