了解Haskell中的箭头

时间:2010-07-01 02:08:56

标签: haskell arrows

我一直试图抓住箭头,因为它们是大多数FRP实施的基础。我想我理解了它的基本思想 - 它们与monad有关但在每个绑定操作符中存储静态信息,因此您可以浏览一系列箭头并查看静态信息,而无需评估整个箭头。

但是我在开始讨论第一,第二和交换的时候迷路了。 2元组与箭头有什么关系?教程提供了元组的东西,好像它是明显的下一步,但我并没有真正看到连接。

就此而言,箭头语法直观地意味着什么?

1 个答案:

答案 0 :(得分:46)

请查看http://www.cs.yale.edu/homes/hudak/CS429F04/AFPLectureNotes.pdf,其中解释了Arrows如何在FRP中工作。

2元组用于定义箭头,因为它需要表示带有2个参数的箭头化函数。

在FRP中,常量和变量通常表示为忽略其“输入”的箭头,例如

twelve, eleven :: Arrow f => f p Int
twelve = arr (const 12)
eleven = arr (const 11)

然后将函数应用程序转换为合成(>>>):

# (6-) 12

arr (6-) <<< twelve

现在我们如何将2参数函数转换为箭头?例如

(+) :: Num a => a -> a -> a

由于currying,我们可能将此视为返回函数的函数。所以

arr (+) :: (Arrow f, Num a) => f a (a -> a)

现在让我们将它应用于常量

arr (+)             -- # f     a (a -> a)
  <<< twelve        -- # f b Int
                      :: f b     (Int -> Int)

+----------+      +-----+      +--------------+
| const 12 |----> | (+) |  ==  | const (+ 12) |
+----------+      +-----+      +--------------+
嘿等等,它不起作用。结果仍然是一个返回函数的箭头,但我们期望类似于f Int Int我们注意到,因为只允许合成,因此cur中的currying失败。因此我们必须首先 uncurry 该函数

uncurry :: (a -> b -> c) -> ((a, b) -> c)

uncurry (+) :: Num a => (a, a) -> a

然后我们有箭头

(arr.uncurry) (+) :: (Num a, Arrow f) => f (a, a) a

由于这个原因,出现了2元组。然后需要像&&&这样的束函数来处理这些2元组。

(&&&) :: f a b -> f a d -> f a (b, d)

然后可以正确执行添加。

(arr.uncurry) (+)        -- # f   (a,    a) a
  <<<     twelve         -- # f b  Int
      &&& eleven         -- # f b      Int
                           :: f b           a

+--------+
|const 12|-----.
+--------+     |       +-----+      +----------+
              &&&====> | (+) |  ==  | const 23 |
+--------+     |       +-----+      +----------+
|const 11|-----'
+--------+

(现在,为什么对于具有3个参数的函数,我们不需要像&&&&那样的3元组?因为可以使用((a,b),c)代替。)


编辑:从John Hughes的原始论文 Generalising Monads到Arrows ,它说明了原因

  

4.1箭头和对

     

然而,即使在monad的情况下,操作符return>>=也是我们开始编写有用代码所需要的,对于箭头类似的运算符arr>>>还不够。甚至我们之前看到的简单的monadic加法函数

   add :: Monad m => m Int -> m Int -> m Int
   add x y = x >>= \u -> (y >>= \v -> return (u + v))
     

尚未以箭头形式表示。依赖于输入显式,我们看到类似的定义应采用

形式
   add :: Arrow a => a b Int -> a b Int -> a b Int
   add f g = ...
     

我们必须按顺序组合fg。唯一可用的排序运算符是>>>,但fg没有合适的类型。实际上,add函数需要b的计算中保存f类型的输入,以便能够向{提供相同的输入{1}}。同样,必须在g的计算中保存f的结果,以便最终可以将两个结果相加并返回。到目前为止引入的箭头组合器使我们无法在另一个计算中保存值,因此我们别无选择,只能引入另一个组合器。