但是，你本可以发明蒙纳斯！

sigfpe说：但所有这些都将单子介绍为需要解释的深奥的东西。但我想说的是，它们一点都不深奥。事实上，面对函数式编程中的各种问题，你会不可避免地被引向某些解决方案，所有这些都是单子的例子。事实上，如果你还没有发明，我希望你现在就发明它们。这是注意到所有这些解决方案实际上都是变相的相同解决方案的一小步。读完这篇文章后，你可能会更好地理解单子上的其他文档，因为你会发现你所看到的一切都是你已经发明的。monads试图解决的许多问题都与副作用有关。因此，我们将从它们开始。（请注意，monad让您做的不仅仅是处理副作用，特别是许多类型的容器对象都可以被视为monad。monad的一些介绍发现，很难协调monad的这两种不同用法，并且只关注其中一种。）在命令式编程语言（如C++）中，函数的行为与数学函数完全不同。例如，假设我们有一个C++函数，它接受一个浮点参数并返回一个浮点结果。从表面上看，它可能有点像一个将实数映射到实数的数学函数，但C++函数可以做的不仅仅是返回一个依赖于其参数的数字。它可以读取和写入全局变量的值，也可以将输出写入屏幕并接收用户的输入。然而，在纯函数语言中，函数只能读取在其参数中提供给它的内容，而它对世界产生影响的唯一方式是通过它返回的值。

正如丹尼尔·斯皮瓦克（Daniel Spiewak）所解释的，修道院不是隐喻，而是从一种共同模式中产生的一种实用的抽象。

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。

monad实际上是“类型运算符”的一种形式。它将做三件事。首先，它会将一种类型的值“包装”（或以其他方式转换）为另一种类型（通常称为“一元类型”）。第二，它将使底层类型上的所有操作（或函数）在monadic类型上可用。最后，它将为将自身与另一个monad组合以生成复合monad提供支持。

“可能monad”本质上等同于Visual Basic/C#中的“可为null的类型”。它接受不可为null的类型“T”并将其转换为“可为null＜T＞”，然后定义所有二进制运算符在可为null＞＜T＞上的含义。

副作用也有类似的表现。创建了一个结构，该结构包含函数返回值旁边的副作用描述。当值在函数之间传递时，“提升”操作会复制副作用。

它们被称为“monad”，而不是更容易理解的“类型运算符”的名称，原因如下：

Monad对他们的行为有限制（详见定义）。这些限制，加上涉及三个运算，符合范畴理论中一个叫做monad的结构，这是一个模糊的数学分支。它们是由“纯”函数语言的支持者设计的纯函数语言的支持者，如模糊的数学分支由于数学晦涩难懂，而且monad与特定的编程风格相关，人们倾向于使用monad这个词作为一种秘密握手。正因为如此，没有人费心去投资一个更好的名字。

Monad是一种带有特殊机器的盒子，它允许你从两个嵌套的盒子中制作一个普通的盒子，但仍然保持两个盒子的一些形状。

具体来说，它允许您执行连接，类型为Monad m=>m（m a）->m a。

它还需要一个返回操作，它只包装一个值。return：：Monad m=>a->m a你也可以说joinunboxes和return wrappes，但join不是Monad m=>m a->a类型的（它不会打开所有Monad，而是打开Monad，Monad在其中）

所以它取一个Monad盒子（Monad m=>，m），里面有一个盒子（（m a）），然后生成一个普通盒子（m a。

然而，Monad通常用于（>>=）（口语“bind”）运算符，它本质上只是一个fmap和一个接一个的join。具体而言，

x >>= f = join (fmap f x)
(>>=) :: Monad m => (a -> m b) -> m a -> m b

请注意，函数出现在第二个参数中，而不是fmap。

此外，join=（>>=id）。

为什么这有用？本质上，它允许您在某种框架（Monad）中工作时制作将动作串在一起的程序。

Haskell中Monad的最突出用途是IO Monad。现在，IO是对Haskell中的Action进行分类的类型。在这里，Monad系统是唯一的保存方式（华丽的词）：

参考透明度懒惰纯洁

本质上，像getLine:：IOString这样的IO操作不能被String替换，因为它总是具有不同的类型。把IO想象成一种神奇的盒子，可以把东西传送给你。然而，仍然只是说getLine:：IOString和所有函数都接受IOa会导致混乱，因为可能不需要这些函数。const“üp§”getLine会做什么？（const丢弃第二个参数。const a b=a。）getLine不需要求值，但应该执行IO！这使得行为相当不可预测，也使得类型系统不那么“纯粹”，因为所有函数都将采用a和IOa值。

输入IO Monad。

要将动作串在一起，只需展平嵌套的动作。要将函数应用于IO操作的输出，IO a类型中的a，只需使用（>>=）。

例如，输出输入的行（输出行是一个生成IO操作的函数，匹配右参数>>=）：

getLine >>= putStrLn :: IO ()
-- putStrLn :: String -> IO ()

这可以用do环境更直观地写出来：

do line <- getLine
   putStrLn line

本质上，这样的do块：

do x <- a
   y <- b
   z <- f x y
   w <- g z
   h x
   k <- h z
   l k w

…转化为：

a     >>= \x ->
b     >>= \y ->
f x y >>= \z ->
g z   >>= \w ->
h x   >>= \_ ->
h z   >>= \k ->
l k w

还有m>>=\_->f的>>运算符（当框中的值不需要在框中创建新框时）也可以写成a>>b=a>>=constb（consta b=a）

此外，返回运算符是根据IO直觉建模的-它返回一个具有最小上下文的值，在这种情况下没有IO。由于IO a中的a表示返回的类型，这类似于命令式编程语言中的return（a），但它不会停止操作链！f>>=return>>=g与f>>=g相同。仅当您返回的术语在链中较早创建时才有用-请参见上文。

当然，还有其他Monad，否则它不会被称为Monad，它会被称为“IO控制”之类的东西。

例如，List Monad（Monad[]）通过串联变平-使（>>=）运算符对列表的所有元素执行函数。这可以被视为“不确定性”，其中列表是许多可能的值，而Monad框架正在进行所有可能的组合。

例如（GHCi）：

Prelude> [1, 2, 3] >>= replicate 3  -- Simple binding
[1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3]
Prelude> concat (map (replicate 3) [1, 2, 3])  -- Same operation, more explicit
[1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3]
Prelude> [1, 2, 3] >> "uq"
"uququq"
Prelude> return 2 :: [Int]
[2]
Prelude> join [[1, 2], [3, 4]]
[1, 2, 3, 4]

因为：

join a = concat a
a >>= f = join (fmap f a)
return a = [a]  -- or "= (:[])"

如果出现这种情况，“也许莫纳德”只会将所有结果作废为“无”。也就是说，绑定自动检查函数（a>>=f）是否返回或值（a>>>=f）是否为Nothing，然后也返回Nothing。

join       Nothing  = Nothing
join (Just Nothing) = Nothing
join (Just x)       = x
a >>= f             = join (fmap f a)

或者更明确地说：

Nothing  >>= _      = Nothing
(Just x) >>= f      = f x

State Monad用于同时修改某些共享状态-s->（a，s）的函数，因此>>=的参数为：a->s->（a，s）。这个名称有点用词不当，因为State实际上是用于状态修改功能，而不是用于状态——状态本身确实没有有趣的财产，它只是被改变了。

例如：

pop ::       [a] -> (a , [a])
pop (h:t) = (h, t)
sPop = state pop   -- The module for State exports no State constructor,
                   -- only a state function

push :: a -> [a] -> ((), [a])
push x l  = ((), x : l)
sPush = state push

swap = do a <- sPop
          b <- sPop
          sPush a
          sPush b

get2 = do a <- sPop
          b <- sPop
          return (a, b)

getswapped = do swap
                get2

那么：

Main*> runState swap [1, 2, 3]
((), [2, 1, 3])
Main*> runState get2 [1, 2, 3]
((1, 2), [1, 2, 3]
Main*> runState (swap >> get2) [1, 2, 3]
((2, 1), [2, 1, 3])
Main*> runState getswapped [1, 2, 3]
((2, 1), [2, 1, 3])

也：

Prelude> runState (return 0) 1
(0, 1)

在几年前回答了这个问题之后，我相信我可以通过。。。

monad是一种函数组合技术，它使用组合函数bind将某些输入场景的处理具体化，以在组合过程中预处理输入。

在正常合成中，函数compose（>>）用于按顺序将合成的函数应用于其前身的结果。重要的是，所组成的函数需要处理其输入的所有场景。

（x->y）>>（y->z）

这种设计可以通过重组输入来改进，以便更容易地询问相关状态。因此，如果y包含有效性的概念，则值可以变成Mb，例如（is_OK，b），而不是简单的y。

例如，当输入仅可能是一个数字时，而不是返回一个可以尽职尽责地包含数字或不包含数字的字符串，您可以将类型重新构造为bool，以指示元组中存在有效数字和数字，例如bool*float。组合函数现在不再需要解析输入字符串来确定数字是否存在，而只需要检查元组的布尔部分。

（Ma->Mb）>>（Mb->Mc）

在这里，合成与合成一起自然发生，因此每个函数必须单独处理其输入的所有场景，尽管现在这样做要容易得多。

然而，如果我们能够将审讯的工作外化，以应对那些处理场景是常规的情况，那又会怎样呢。例如，如果我们的程序在输入不正常时什么都不做，比如is_OK为false时。如果做到了这一点，那么组合函数就不需要自己处理该场景，从而大大简化了代码并实现了另一个级别的重用。

为了实现这种外部化，我们可以使用bind（>>=）函数来执行组合而不是组合。因此，不是简单地将值从一个函数的输出传递到另一个函数输入，而是检查Ma的M部分，并决定是否以及如何将组合函数应用于a。当然，函数绑定将专门为我们的特定M定义，以便能够检查其结构并执行我们想要的任何类型的应用。尽管如此，a可以是任何东西，因为bind仅在确定应用程序需要时将未检查的a传递给组合函数。此外，组合函数本身也不再需要处理输入结构的M部分，从而简化了它们。因此

（a->Mb）>>=（b->Mc）或更简洁地Mb>>=

简言之，一旦输入被设计为充分暴露某些输入场景，monad就外部化了，从而提供了关于处理这些输入场景的标准行为。这种设计是一种外壳和内容模型，其中外壳包含与组合函数的应用程序相关的数据，并由绑定函数查询，并且仅对绑定函数可用。

因此，单子是三件事：

M外壳，用于保存monad相关信息，实现的绑定函数，用于在将组合函数应用于其在外壳中找到的内容值时使用该外壳信息，以及形式为a->Mb的可组合函数，生成包含单元管理数据的结果。

一般来说，函数的输入比其输出更具限制性，其中可能包括错误条件等；因此，Mb结果结构通常非常有用。例如，当除数为0时，除法运算符不返回数字。

此外，monad可以包括将值a包装成monadic类型Ma的包装函数，以及将一般函数a->b包装成monodic函数a->Mb的包装函数。当然，像bind一样，这样的包装函数是M特有的。例如：

let return a = [a]
let lift f a = return (f a)

绑定函数的设计假定了不可变的数据结构和纯函数，其他事情变得复杂，无法保证。因此，有一元定律：

鉴于

M_ 
return = (a -> Ma)
f = (a -> Mb)
g = (b -> Mc)

然后

Left Identity  : (return a) >>= f === f a
Right Identity : Ma >>= return    === Ma
Associative    : Ma >>= (f >>= g) === Ma >>= ((fun x -> f x) >>= g)

关联性意味着无论何时应用绑定，绑定都会保留求值顺序。也就是说，在上述关联性的定义中，对f和g的括号化绑定的强制早期评估只会导致期望Ma的函数完成绑定。因此，必须先确定Ma的值，然后才能将其值应用于f，进而将结果应用于g。