函子

Question

请考虑C＃中的以下代码。

public int Foo(int a)
{
    // ...
}

// in some other method

int? x = 0;

x = Foo(x);

最后一行将返回编译错误cannot convert from 'int?' to 'int'，这是公平的。但是，例如在Haskell中，Maybe与C＃中的Nullable相对应。由于Maybe是Functor，我可以使用Foo将x应用于fmap。 C＃有类似的机制吗？

Answer 1

我们可以自己实现这样的功能：

public static class FuncUtils {

    public static Nullable<R> Fmap<T, R>(this Nullable<T> x, Func<T, R> f)
        where T : struct
        where R : struct {
        if(x != null) {
            return f(x.Value);
        } else {
            return null;
        }
    }

}

然后我们可以将它用于：

int? x = 0;
x = x.Fmap(Foo);

如果Foo不是x，它将调用函数null。它会将结果包装回Nullable<R>。如果x为null，则会返回Nullable<R> null。

或者我们可以编写一个更等效的函数（比如Haskell中的fmap），其中我们有一个函数Fmap，它将Func<T, R>作为输入并返回Func<Nullable<T>, Nullable<R>>所以然后我们可以将它用于某个x：

public static class FuncUtils {

    public static Func<Nullable<T>, Nullable<R>> Fmap<T, R>(Func<T, R> f)
        where T : struct
        where R : struct {
        return delegate (Nullable<T> x) {
            if(x != null) {
                return f(x.Value);
            } else {
                return null;
            }
        };
    }

}

我们可以像以下一样使用它：

var fmapf = FuncUtils.Fmap<int, int>(Foo);
fmapf(null);  // -> null
fmapf(12);    // -> Foo(12) as int?

Answer 2

函子

您不仅可以将Nullable<T>转变为仿函数，而且 C＃实际上理解仿函数，使您能够编写如下内容：

x = from x1 in x
    select Foo(x1);

如果您更喜欢方法调用语法，那也可以：

x = x.Select(Foo);

在这两种情况下，您都需要这样的扩展方法：

public static TResult? Select<T, TResult>(
    this T? source,
    Func<T, TResult> selector) where T : struct where TResult : struct
{
    if (!source.HasValue)
        return null;

    return new TResult?(selector(source.Value));
}

单子

C＃不仅可以理解仿函数，还可以理解monad。同时添加这些SelectMany重载：

public static TResult? SelectMany<T, TResult>(
    this T? source,
    Func<T, TResult?> selector)
    where T : struct
    where TResult : struct
{
    if (!source.HasValue)
        return null;

    return selector(source.Value);
}

public static TResult? SelectMany<T, U, TResult>(
    this T? source,
    Func<T, U?> k,
    Func<T, U, TResult> s)
    where T : struct
    where TResult : struct
    where U : struct
{
    return source
        .SelectMany(x => k(x)
            .SelectMany(y => new TResult?(s(x, y))));
}

这使您可以编写如下查询：

var result = from x in (int?)6
             from y in (int?)7
             select x * y;

此处result是int?，其中包含数字42。

Answer 3

如果您有扩展方法：

public int Foo(this int a)
{
    // ...
}

你可以这样做：

// in some other method

int? x = 0;

x = x?.Foo();

?.运算符仅在Foo不为空时才会确保调用x。如果x为null，则不会调用它（而是使用返回类型的null）。

否则，编写它的规范方法自然是：

x = x.HasValue ? Foo(x.Value) : (int?)null;

当然，如果愿意，你可以创建自己的Maybe基础设施（Willem Van Onsem的回答）。

Nullable可以在C＃中用作函子吗？

3 个答案:

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