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。

最近我一直在以不同的方式思考莫纳斯。我一直认为它们以数学的方式抽象出执行顺序，这使得新类型的多态性成为可能。

如果您使用的是命令式语言，并且您按照顺序编写一些表达式，那么代码始终按照该顺序运行。

在简单的例子中，当你使用monad时，感觉是一样的——你定义了一个按顺序发生的表达式列表。除此之外，根据您使用的monad，您的代码可能会按顺序运行（如IO monad），同时在多个项目上并行运行（如List monad）；它可能会中途停止（如Maybe monad）。它可能会在中途暂停以稍后恢复（如Resume monad）），或者它可能会中途倒带以尝试其他选项（如逻辑单声道）。

因为monad是多态的，所以可以根据需要在不同的monad中运行相同的代码。

此外，在某些情况下，可以将monad组合在一起（使用monad转换器）以同时获得多个特性。

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。

（另请参见“什么是monad？”中的答案）

蒙纳斯的一个很好的动机是西格菲（丹·皮波尼）的《你本可以发明蒙纳斯！（也许你已经有了）。还有很多其他monad教程，其中许多都试图使用各种类比以“简单的术语”来解释monad：这就是monad教程谬论；避开它们。

正如MacIver博士在《告诉我们为什么你的语言很糟糕》中所说：所以，我讨厌Haskell的事情：让我们从显而易见的开始。Monad教程。不，不是单子。特别是教程。他们没完没了，夸夸其谈，亲爱的上帝，他们太乏味了。此外，我从未见过任何令人信服的证据表明它们确实有帮助。阅读类定义，编写一些代码，忘掉这个可怕的名字。

你说你懂“也许莫纳德”吗？很好，你在路上了。只要开始使用其他monad，迟早你会了解monad的一般含义。

（如果你以数学为导向，你可能想忽略几十个教程，学习定义，或遵循类别理论的讲座：）定义的主要部分是Monad M包含一个“类型构造器”，为每个现有类型“T”定义一个新类型“M T”，以及在“常规”类型和“M”类型之间来回移动的一些方式。]

同样，令人惊讶的是，对monad最好的介绍之一实际上是介绍monad的早期学术论文之一，Philip Wadler的Monad for functional programming。它实际上有一些实用的、非平凡的激励性例子，与许多人工教程不同。

解释

当用C#/Java术语解释时，这很简单：

monad是一个接受参数并返回特殊类型的函数。这个monad返回的特殊类型也称为monad。（monad是#1和#2的组合）有一些语法糖可以使调用此函数和类型转换更容易。

实例

monad有助于使函数式程序员的生活更轻松。典型示例：Maye monad接受两个参数，一个值和一个函数。如果传递的值为null，则返回null。否则它将计算函数。如果我们需要一个特殊的返回类型，我们也可以调用这个返回类型Maybe。一个非常粗糙的实现如下所示：

object Maybe(object value, Func<object,object> function)
{
    if(value==null)
        return null;

    return function(value);
}

这在C#中是非常无用的，因为这种语言缺乏使monad有用所需的语法糖。但是monad允许您用函数式编程语言编写更简洁的代码。

通常程序员在链中调用monad，如下所示：

var x = Maybe(x, x2 => Maybe(y, y2 => Add(x2, y2)));

在本例中，只有当x和y都为非null时，才会调用Add方法，否则将返回null。

答复

回答最初的问题：monad是一个函数和一个类型。就像一个特殊接口的实现。

你应该首先了解函子是什么。在此之前，先了解高阶函数。

高阶函数只是一个以函数为自变量的函数。

函子是任何类型构造T，其中存在一个高阶函数，称之为map，它将类型为A->b的函数（给定任意两个类型A和b）转换为函数Ta->Tb。该map函数还必须遵守恒等式和复合法则，以便以下表达式对所有p和q返回true（Haskell表示法）：

map id = id
map (p . q) = map p . map q

例如，名为List的类型构造函数是一个函子，如果它配备了一个类型为（a->b）->Lista->Listb的函数，该函数遵守上述定律。唯一实际的实施是显而易见的。生成的Lista->Listb函数在给定列表上迭代，为每个元素调用（a->b）函数，并返回结果列表。

monad本质上只是一个函子T，它有两个额外的方法，类型为T（T A）->T A的join和类型为A->T A的unit（有时称为return、fork或pure）。对于Haskell中的列表：

join :: [[a]] -> [a]
pure :: a -> [a]

为什么有用？因为例如，您可以使用返回列表的函数映射列表。Join获取生成的列表列表并将它们连接起来。列表是monad，因为这是可能的。

您可以编写一个函数，先映射，然后连接。此函数称为bind或flatMap，或（>>=）或（=<<）。这通常是Haskell中给出monad实例的方式。

monad必须满足某些定律，即联接必须是关联的。这意味着，如果您的值x类型为[[a]]]，那么join（join x）应该等于join（map joinx）。纯必须是联接的标识，这样联接（纯x）==x。