Question

我正在研究以下一小段代码：

import           Control.Monad
import           Data.Aeson
import qualified Data.HashMap.Strict as HashMap
import           Data.Map (Map)
import qualified Data.Map as Map
import           GHC.Generics

-- definitions of Whitelisted, WhitelistComment and their FromJSON instances
-- omitted for brevity

data Whitelist = Whitelist
  { whitelist :: Map Whitelisted WhitelistComment
  } deriving (Eq, Ord, Show)

instance FromJSON Whitelist where
  parseJSON (Object v) =
    fmap (Whitelist . Map.fromList) . forM (HashMap.toList v) $ \(a, b) -> do
      a' <- parseJSON (String a)
      b' <- parseJSON b
      return (a', b')
  parseJSON _ = mzero

当我意识到我可以用应用风格重写do块时：

instance FromJSON Whitelist where
  parseJSON (Object v) =
    fmap (Whitelist . Map.fromList) . forM (HashMap.toList v) $ \(a, b) ->
      (,) <$> parseJSON (String a) <*> parseJSON b
  parseJSON _ = mzero

并且我可以用forM替换for。在进行上述更改之前，我先切换到for：

instance FromJSON Whitelist where
  parseJSON (Object v) =
    fmap (Whitelist . Map.fromList) . for (HashMap.toList v) $ \(a, b) -> do
      a' <- parseJSON (String a)
      b' <- parseJSON b
      return (a', b')
  parseJSON _ = mzero

令我惊讶的是，这仍然编译。鉴于for的定义：

for :: (Traversable t, Applicative f) => t a -> (a -> f b) -> f (t b)

我认为Applicative约束会阻止我在传递给for的操作中使用do notation / return。

我明显遗漏了一些基本的东西，无论是for签名真正意味着什么，或者我发布的代码是如何由编译器解释的，并且会感谢任何帮助理解什么＆＃39;继续。

Answer 1

这只是通常的调用者与实施者的二元性，一方获得灵活性和另一方限制。

for为您提供此界面：

for :: (Traversable t, Applicative f) => t a -> (a -> f b) -> f (t b)

您作为调用者可以灵活地选择任何类型f来实例化它，因此您可以像使用它一样使用它：

for :: Traversable t => t a -> (a -> Parser b) -> Parser (t b)

很明显，一旦你完成了这一点，就没有理由不能在你传递给Parser的函数中使用任何for特定功能，包括Monad。

另一方面，for的实现者受到for接口中的多态性的限制。他们必须使用 {/ 1}}的任何选项，因此他们只能在他们编写的代码中使用f接口来实现{{1} }}。但这仅限制Applicative本身的代码，而不是传入其中的函数。

如果for的作者想要限制调用者在该函数中可以执行的操作，他们可以使用for代替提供此接口：

for

现在提供的lambda本身必须是RankNTypes中的多态（受for :: forall t f. (Traversable t, Applicative f) => t a -> (forall g. Applicative g => a -> g b) -> f (t b)约束）。 g的来电者仍可灵活选择Applicative，实施者仅限于使用for功能。但是f的调用者是函数参数的实现者，所以现在该函数本身就是多态的，Applicative的调用者仅限于使用for那里的功能和for的实现者可以自由地使用它们喜欢的任何类型（包括可能使用monad功能将其与其他内部值组合）。使用此特定类型签名时，Applicative的实施者必须选择使用与for选择的for调用方相同类型的g实例化，以便提出最终的for返回值。但f的调用者仍然会被类型系统限制为提供适用于任何f (t b)的函数。

关键是，如果您要选择用于实例化多态签名的类型，那么您就不是那个受该接口限制的类型。您可以选择一种类型，然后使用您喜欢的任何其他类型的功能，前提是您仍然提供了界面所需的信息。即，您可以使用非for功能创建Applicative g和非Traversable功能来创建t a，所需要的只是您确实提供了这些输入。事实上，您几乎拥有来使用特定于Applicative和a -> f b的功能。多态签名的实现者没有获得这种自由，他们受到多态性的限制，只能处理任何可能的选择。

顺便说一句，类似于排名2类型如何将这种二元性的“另一个级别”与角色颠倒相加（并且排名N类型允许任意多个级别），在约束中也看到类似的二元性（再次翻转）他们自己。签名再次考虑：

选择b和for :: (Traversable t, Applicative f) => t a -> (a -> f b) -> f (t b)类型时，for的来电受Traversable和Applicative限制条件的限制。实现者可以自由使用这些约束所隐含的任何函数，而无需担心如何证明约束条件得到满足。

Answer 2

第一个简短回答是Parser有Applicative个实例。摘录

do
  a' <- parseJSON a
  b' <- parseJSON b
  return (a', b')

的类型Parser (Whitelisted, WhitelistComment)与类型签名

中的f b统一

for :: (Traversable t, Applicative f) => t a -> (a -> f b) -> f (t b)

由于存在Applicative Parser实例，因此它也满足该约束。（我想我得到了a'和b'对的类型）

第二个简短的回答是，Monad比Applicative更强大，在您需要Applicative的任何地方，您都可以使用Monad。自Monad-Applicative proposal实施以来，每个 Monad也是Applicative。 Monad类现在看起来像

class Applicative m => Monad m where 
    ...

Monad比Applicative更强大，只要您需要Applicative，就可以使用Monad代替以下替换：

ap代替<*>
return代替pure
liftM代替fmap

如果您正在编写一些新类型SomeMonad，并为Monad类提供了一个实例，则可以使用它来为Applicative和{{1}提供实例也是。

Functor

为什么＆＃39;为＆＃39;从Data.Traversable接受monadic动作？

2 个答案: