Question

我有一个Haskell程序，它将文件作为输入并将其转换为二叉搜索树。

import System.IO    

data Tree a = EmptyBST | Node a (Tree a) (Tree a) deriving (Show, Read, Eq)

ins :: Ord a => a -> (Tree a) -> (Tree a)
ins a EmptyBST                  = Node a EmptyBST EmptyBST
ins a (Node p left right)
    | a < p                             = Node p (ins a left) right
    | a > p                             = Node p left (ins a right)
    | otherwise                             = Node p left right



lstToTree :: Ord a => [a] -> (Tree a)
lstToTree                   = foldr ins EmptyBST

fileRead                    = do    file    <- readFile "tree.txt"
                            let a = lstToTree (conv (words file))
                            return a

conv :: [String] -> [Int]
conv                        = map read

但是，当我运行以下命令时：

ins 5 fileRead

我收到以下错误：

<interactive>:2:7:
    Couldn't match expected type `Tree a0'
                with actual type `IO (Tree Int)'
    In the second argument of `ins', namely `fileRead'
    In the expression: ins 5 fileRead
    In an equation for `it': it = ins 5 fileRead

请有人可以帮助我吗？

由于

Answer 1

如果您为fileRead提供了类型签名，则可以立即看到问题。让我们弄清楚GHC将在内部分配给fileRead的类型注释：

fileRead = do file <- readFile "tree.txt"
              let t = lstToTree $ map read $ words file
              return t

lstToTree :: Ord a => [a] -> Tree a，read始终返回Read类型类的成员。所以t :: (Read a, Ord a) => Tree a。具体类型取决于文件的内容。

return将其参数包装在monad中，因此return t的类型为Ord a, Read a => IO (Tree a)。由于return t是do块中的最终语句，因此它将成为fileRead的返回类型，因此

fileRead :: (Read a, Ord a) => IO (Tree a)

所以fileRead是Tree包裹在IO中，您无法将其直接传递到ins，因为它需要Tree拥有。您无法从Tree中取出IO，但可以将函数ins“提升到IO monad中。< / p>

Control.Monad导出liftM :: Monad m => (a -> r) -> (m a -> m r)。它接受一个常规函数，并将其转换为一个作用于IO等monad的函数。它实际上是fmap的同义词（在标准前奏中），因为所有monad都是仿函数。因此，此代码大致相当于@ us202，取fileRead的结果，插入5，并返回包含在IO中的结果。

liftM (ins 5) fileRead
-- or --
fmap (ins 5) fileRead

我推荐fmap版本。此代码仅使用IO是一个仿函数的事实，因此使用liftM向读者暗示您可能还需要它作为monad。

'Lifting'是在monad或functor包含的值上使用纯函数的一般技巧。如果你不熟悉解除（或者如果你对monad和functor感到困惑），我衷心推荐Learn You A Haskell的第11-13章。

PS。请注意，fileRead的最后两行可能应该合并，因为return实际上没有做任何事情：

fileRead :: (Read a, Ord a) => IO (Tree a)
fileRead = do file <- readFile "tree.txt"
           return $ lstToTree $ map read $ words file

或者，由于它的功能足够短，您可以完全取消do符号并再次使用fmap：

fileRead :: (Read a, Ord a) => IO (Tree a)
fileRead = fmap (lstToTree . map read . words) (readFile "tree.txt")

根据您的评论进行修改：

Haskell 故意旨在将执行IO的代码与常规代码分开。这有一个非常好的哲学原因：大多数Haskell函数都是“纯粹的” - 也就是说，它们的输出仅取决于输入，就像数学中的函数一样。你可以运行一百万次的纯函数，你总能得到相同的结果。我们喜欢纯函数，因为它们不会意外地破坏程序的其他部分，它们允许懒惰，并且它们允许编译器为您积极地优化代码。

当然，在现实世界中我们需要一点点杂质。像getLine这样的IO代码不可能是纯粹的（并且不执行IO的程序是无用的！）。 getLine的结果取决于用户键入的内容：您可以运行getLine一百万次并且每次都获得不同的字符串。 Haskell利用类型系统来标记类型为IO的不纯代码。

问题的关键在于：如果你对获得的数据使用纯函数，那么结果仍然不纯，因为结果取决于用户做了什么。所以整个计算属于IO monad。如果您想将纯函数带入IO，则必须明确（使用fmap）或隐式（使用do表示法）提升它。

这是Haskell中一个非常常见的模式 - 请看我上面的fileRead版本。我使用fmap来处理纯函数的不纯IO数据。

Answer 2

你无法真正逃脱IO monad（除了通过不安全的函数），但在你的情况下没有实际需要这样做：

main = do f <- fileRead
          let newtree = ins 5 f
          putStr $ show newtree

（现场演示：here）

Haskell IO：将IO字符串转换为“其他类型”

2 个答案: