经过努力，我想我终于明白了单子。在重新阅读了我自己对绝大多数投票结果的冗长批评之后，我将给出这个解释。

要理解单子，需要回答三个问题：

你为什么需要蒙纳德？什么是单子？如何实现monad？

正如我在最初的评论中所指出的，有太多的monad解释被第3个问题所困扰，没有，也没有充分地涵盖第2个问题或第1个问题。

你为什么需要蒙纳德？

Haskell等纯函数式语言与C或Java等命令式语言的不同之处在于，纯函数式程序不一定按特定顺序执行，一步一步执行。Haskell程序更类似于一个数学函数，在该函数中，您可以以任意数量的潜在阶数求解“方程”。这带来了许多好处，其中之一是它消除了某些类型的错误的可能性，特别是那些与“状态”相关的错误。

然而，使用这种编程风格，有些问题不是很容易解决的。有些事情，比如控制台编程和文件i/o，需要按照特定的顺序进行，或者需要维护状态。处理这个问题的一种方法是创建一种表示计算状态的对象，以及一系列将状态对象作为输入并返回新修改的状态对象的函数。

因此，让我们创建一个假设的“状态”值，它表示控制台屏幕的状态。这个值是如何构造的并不重要，但假设它是一个字节长度的ascii字符数组，表示屏幕上当前可见的内容，以及一个表示用户输入的最后一行伪代码的数组。我们已经定义了一些接受控制台状态、修改它并返回新控制台状态的函数。

consolestate MyConsole = new consolestate;

因此，要进行控制台编程，但以纯函数的方式，您需要在彼此之间嵌套许多函数调用。

consolestate FinalConsole = print(input(print(myconsole, "Hello, what's your name?")),"hello, %inputbuffer%!");

以这种方式编程保持了“纯”的功能风格，同时强制对控制台的更改按特定顺序进行。但是，我们可能希望像上面的示例一样，一次只执行几个操作。以这种方式嵌套函数将开始变得笨拙。我们想要的是基本上与上面相同的代码，但编写得更像这样：

consolestate FinalConsole = myconsole:
                            print("Hello, what's your name?"):
                            input():
                            print("hello, %inputbuffer%!");

这确实是一种更方便的写法。但我们如何做到这一点呢？

什么是单子？

一旦你定义了一个类型（比如consoleestate），以及一系列专门为该类型操作而设计的函数，你就可以通过定义一个操作符（比如：（bind））将这些东西的整个包变成一个“monad”，该操作符会自动将返回值输入到左边的函数参数中，转换为与特定类型的绑定运算符一起工作的函数。

如何实现monad？

看到其他答案，似乎可以很自由地跳到细节中。

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。

Monad用于控制流，就像抽象数据类型用于数据一样。

换句话说，许多开发人员对集合、列表、字典（或哈希、或地图）和树的概念很熟悉。在这些数据类型中有许多特殊情况（例如InsertionOrderPreservingIdentityHashMap）。

然而，当面对程序“流”时，许多开发人员还没有接触到比if、switch/case、do、while、goto（grr）和（可能）闭包更多的构造。

因此，monad只是一个控制流构造。替代monad的更好短语是“控制类型”。

因此，monad具有用于控制逻辑、语句或函数的槽——数据结构中的等价物是，某些数据结构允许您添加数据，并删除数据。

例如，“if”monad：

if( clause ) then block

最简单的是有两个槽：一个子句和一个块。if monad通常用于评估子句的结果，如果不是false，则评估块。许多开发人员在学习“如果”时并没有接触到monad，而且编写有效的逻辑并不需要理解monad。

monad可能会变得更复杂，就像数据结构可能变得更复杂一样，但monad有很多大类可能具有相似的语义，但实现和语法不同。

当然，数据结构可以在单子上迭代或遍历，也可以以同样的方式进行评估。

编译器可能支持也可能不支持用户定义的monad。哈斯克尔当然知道。Ioke有一些类似的功能，尽管语言中没有使用monad一词。

这个答案从一个激励性的例子开始，通过这个例子，得出一个单子的例子，并正式定义了“单子”。

考虑伪代码中的这三个函数：

f(<x, messages>) := <x, messages "called f. ">
g(<x, messages>) := <x, messages "called g. ">
wrap(x)          := <x, "">

f采用<x，messages>形式的有序对，并返回一个有序对。它保持第一项不变，并在第二项后面附加“called f.”。与g相同。

您可以组合这些函数并获得原始值，以及显示函数调用顺序的字符串：

  f(g(wrap(x)))
= f(g(<x, "">))
= f(<x, "called g. ">)
= <x, "called g. called f. ">

您不喜欢f和g负责将自己的日志消息附加到先前的日志信息。（为了论证起见，想象一下，f和g必须对这对中的第二项执行复杂的逻辑，而不是附加字符串。在两个或多个不同的函数中重复这种复杂的逻辑会很痛苦。）

您更喜欢编写更简单的函数：

f(x)    := <x, "called f. ">
g(x)    := <x, "called g. ">
wrap(x) := <x, "">

但看看当你编写它们时会发生什么：

  f(g(wrap(x)))
= f(g(<x, "">))
= f(<<x, "">, "called g. ">)
= <<<x, "">, "called g. ">, "called f. ">

问题是，将一对传递到函数中并不能得到所需的结果。但如果你可以将一对输入到函数中呢：

  feed(f, feed(g, wrap(x)))
= feed(f, feed(g, <x, "">))
= feed(f, <x, "called g. ">)
= <x, "called g. called f. ">

将feed（f，m）读为“feed m into f”。要将一对＜x，messages＞输入函数f，需要将x传递给f，从f中获取＜y，messages〕，并返回＜y，message message＞。

feed(f, <x, messages>) := let <y, message> = f(x)
                          in  <y, messages message>

请注意，当您对函数执行三项操作时会发生什么：

首先：如果包装一个值，然后将结果对送入函数：

  feed(f, wrap(x))
= feed(f, <x, "">)
= let <y, message> = f(x)
  in  <y, "" message>
= let <y, message> = <x, "called f. ">
  in  <y, "" message>
= <x, "" "called f. ">
= <x, "called f. ">
= f(x)

这与将值传递给函数相同。

第二：如果你把一对放进包装里：

  feed(wrap, <x, messages>)
= let <y, message> = wrap(x)
  in  <y, messages message>
= let <y, message> = <x, "">
  in  <y, messages message>
= <x, messages "">
= <x, messages>

这不会改变这对。

第三：如果定义了一个函数，该函数将x和g（x）输入f：

h(x) := feed(f, g(x))

并向其中输入一对：

  feed(h, <x, messages>)
= let <y, message> = h(x)
  in  <y, messages message>
= let <y, message> = feed(f, g(x))
  in  <y, messages message>
= let <y, message> = feed(f, <x, "called g. ">)
  in  <y, messages message>
= let <y, message> = let <z, msg> = f(x)
                     in  <z, "called g. " msg>
  in <y, messages message>
= let <y, message> = let <z, msg> = <x, "called f. ">
                     in  <z, "called g. " msg>
  in <y, messages message>
= let <y, message> = <x, "called g. " "called f. ">
  in <y, messages message>
= <x, messages "called g. " "called f. ">
= feed(f, <x, messages "called g. ">)
= feed(f, feed(g, <x, messages>))

这与将对输入g和将所得对输入f相同。

你有大部分的单子。现在您只需要了解程序中的数据类型。

<x，“称为f”>是什么类型的值？这取决于x是什么类型的值。如果x是t类型的，那么你的对就是“t和字符串对”类型的值了。称之为M型。

M是一个类型构造器：M本身并不表示一个类型，但一旦你用一个类型填空，M _就表示一个。M int是一对int和一个字符串。M字符串是一对字符串和一个字符串。等

恭喜你，你已经创建了monad！

形式上，你的monad是元组＜M，feed，wrap＞。

monad是一个元组＜M，feed，wrap＞，其中：

M是类型构造函数。feed接受一个（函数接受一个t并返回一个M u）和一个M t并返回M u。wrap接受一个v并返回一个M v。

t、 u和v是可以相同也可以不同的任意三种类型。单子满足您为特定单子证明的三个财产：

将包裹的t送入函数与将未包裹的t传入函数相同。形式上：饲料（f，包装（x））=f（x）将M t喂入包装物对M t没有任何影响。形式上：进给（包裹，m）=m将一个M t（称为M）输入一个函数将t传递到g从g得到一个M u（称为n）将n输入f与m进g从g得到n将n输入f形式上：饲料（h，m）=饲料（f，饲料（g，m）），其中h（x）：=饲料（f，g（x））

通常，feed称为bind（在Haskell中为AKA>>=），wrap称为return。

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)

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。