Question

我在C＃中实现了一个Maybe monad的玩具实现，并实现了与Linq一起使用的相关SelectMany扩展方法。当我尝试在单个Linq语句中混合使用IEnumerable和IMaybe时，我偶然发现了一个问题。

Maybe monad看起来像

public interface IMaybe<T>
{
    bool HasValue { get; }
    T Value { get; }
}

public static class Maybe
{
    class SomeImpl<T>: IMaybe<T> // obvious implementation snipped for brevity
    class NoneImpl<T>: IMaybe<T> // obvious implementation snipped for brevity

    // methods to construct the Maybe monad
    public static Wrap<T> Some<T>(T value);
    public static Wrap<T> Some<T>(T? value) where T: struct;
    public static IMaybe<T> None<T>();

    public static IMaybe<B> SelectMany<A, B>(this IMaybe<A> a, Func<A, IMaybe<B>> mapFn)
    {
        if (a.HasValue)
            return mapFn(a.Value);
        else
            return None<B>();
    }

    public static IMaybe<C> SelectMany<A, B, C>(
        this IMaybe<A> a, Func<A, IMaybe<B>> mapFn, Func<A, B, C> selector)
    {
        if (a.HasValue)
        {
            var b = mapFn(a.Value);
            if (b.HasValue)
                return Some(selector(a.Value, b.Value));
            else
                return None<C>();
        }
        else
            return None<C>();
    }
}

我的程序尝试读取文件，将内容解析为多个URI条目，并为每个条目从URI下载内容。究竟如何实施这些操作是无关紧要的。我遇到的麻烦在于在Linq语句中链接这些操作。即。

    static IMaybe<string> ReadFile(string path);
    static IMaybe<KeyValuePair<string, Uri>[]> ParseEntries(string input);
    static IMaybe<string> Download(Uri location);

    static void Main(string[] args)
    {
        var result = // IEnumerable<IMaybe<anonymous type of {Key, Content}>>
            from fileContent in ReadFile(args[0])
            from entries     in ParseEntries(fileContent)
            from entry       in entries                   // this line won't compile
            from download    in Download(entry.Value)
            select new { Key = entry.Key, Content = download };

        // rest of program snipped off for brevity
    }

有问题的错误抱怨混合了IMaybe和IEnumerable monad。用其确切的措辞：

错误1类型为＆＃39; System.Collections.Generic.KeyValuePair []＆＃39;的表达式在源类型为＆＃39; MonadicSharp.IMaybe＆＃39;的查询表达式中的后续from子句中不允许使用。在对SelectMany＆＃39;的调用中，类型推断失败。 C：\ Dev \ Local \ MonadicSharp \ MonadicSharp \ Program.cs 142 31 MonadicSharp

我该如何解决这个问题？

Answer 1

在我看来，问题在于ParseEntries的签名。

目前是：

static IMaybe<KeyValuePair<string, Uri>[]> ParseEntries(string input);

也许它应该是？

static IMaybe<KeyValuePair<string, Uri>>[] ParseEntries(string input);

因此，不应该是数组，它应该是一个可能的数组。

Answer 2

我认为问题是因为entries属于IMaybe<T>类型，而不属于IEnumerable<T>类型。
你尝试过这样的事情：

from entry       in entries.Value

当然，这不是Monad的目的，但这应该是第一步。

Answer 3

经过一些研究后我得出结论，在单个LINQ语句中混合monad是不可能的，所以我决定将它分成两个语句。这是它的工作原理：

首先，我需要对IMaybe接口声明稍作修改以使用协方差：

public interface IMaybe<out T>{ ... }

接下来，我需要一些帮助方法将IMaybe monad转换为IEnumerable monad：

public static IEnumerable<IMaybe<T>> UnfoldAll<T>(
    this IMaybe<IEnumerable<T>> source)
{
    if (source.HasValue)
        return Enumerable.Range(0, 1).Select(i => Maybe.None<T>());
    else
        return source.Value.Select(value => Maybe.Some(value));
}

最后，我将原来的LINQ语句分成两个语句（嵌套LINQ表达式也有效）

static void Main(string[] args)
{
    var path = args[0];
    var theEntries =
        from fileContent in ReadFile(path)
        from entries in ParseEntries(fileContent)
        select entries;

    var theContents = 
        from entry in theEntries.UnfoldAll() 
        where entry.HasValue 
        select Download(entry.Value.Value);

    foreach (var content in theContents)
    {
        //...
    }
}

如您所见，第一个LINQ语句适用于IMaybe monad，第二个语句适用于IEnumerable。

如何在一个Linq表达式中混合monadic结构？

3 个答案: