如何表达副作用计算？

Question

我才开始学习Haskell。我读过它是一种纯函数式语言，其中的所有内容都是不可变的。因此输入输出，写入和读取数据库之类的东西会导致状态的可变性。我知道Haskell中有一个名为monads的东西允许在Haskell中使用命令式功能，如IO Monad。但我很有意思的是Haskell的一切必要性是在monads的帮助下实现的吗？在HackageDB上有很多软件包可以使用3d图形，数据库，解析HTML，编写Web服务器等等。

这一切背后的一般理念是什么？是什么让Haskell保持纯粹并同时适用于写这一切？我希望有人能为我说清楚。提前谢谢！

Answer 1

我使用以下类比来理解这些内容，我将用JavaScript表达。

如何表达副作用计算？

1。功能

这显然是首先想到的事情：

var launchRockets = function () {
  prepareRockets( queryDBForPreparationParameters() )
  launchAllPreparedRockets()
  outputResults()
}

你可以看到一个有效的函数调用一堆其他有效的函数，这些函数本身可以产生未知的效果，带来所有后续的后果。

2。说明

另一种表达方式的方法是编写一组指令，描述某些函数的有效计算以便以后执行。（曾经编写过SQL查询吗？）

var launchRocketsInstructions = [
  {
    description: "Prepare rockets",
    parameters: {
      description: "Query a DB for preparation parameters"
    }
  },
  {
    description: "Launch all prepared rockets"
  },
  {
    description: "Output results"
  }
]

那么我们在第二个例子中看到了什么？我们看到一个描述计算的不可变数据树，而不是立即执行它。这里没有副作用，为了组成这个数据树，我们肯定可以使用纯函数。这就是Haskell的基本副作用。语言提供的所有基础结构：monad，IO，do - 符号 - 这些只是工具和抽象，简化了编写单个指令树的任务。

当然，为了实际执行这些指令，人们最终必须逃离到副作用的狂野世界。在JavaScript的情况下，它将类似execute(launchRocketsInstructions)，在Haskell的情况下，它是运行时执行指令树的根的运行时，您使用主模块的函数main生成指令树的根，这将成为单个你的计划的切入点。因此，Haskell中的副作用实际上发生在语言范围之外，这就是为什么它是纯粹的。

Answer 2

我读过它是一种纯函数式语言，其中的所有内容都是不可变的。

Haskell只是纯/默认/。如果你向编译器声明（通过monadic类型）你想要有某些效果，那么它们就被启用了。

默认情况下它们没有打开。

Answer 3

在Haskell中，你从未真正执行过任何事情。您只需通过组合IO操作建立对您希望执行的操作的描述，然后将该描述分配给main。然后，编译器将它在主变量中找到的任何程序描述转换为可执行代码。

我建议你阅读这篇introduction to Haskell IO我写的更详细的解释。

但是，这只能说明我们如何组合IO操作而不是如何引入新操作。 Haskell有两种方法可以添加新的IO操作：

编译器内置插件
外部函数接口（FFI）

然后，所有IO monad都将这些原始IO动作组合成更大的IO动作。

Answer 4

是的，Haskell中的所有必要条件都是在monad的帮助下编写的。 Monads是一般的想法，它允许Haskell既纯粹又适用于编写实际I / O的实用程序。

我建议阅读Simon Peyton Jones撰写的着名论文"Tackling the Awkward Squad"，其中解释了如何使用IO monad以纯函数语言进行实际编程。

如何在Haskell中实现所有图形和Web库？

4 个答案:

如何表达副作用计算？

1。功能

2。说明