Question

这是我到目前为止所做的：

type Maybe<'a> = option<'a>

let succeed x = Some(x)

let fail = None

let bind rest p =
    match p with
        | None -> fail
        | Some r -> rest r

let rec whileLoop cond body =
    if cond() then
        match body() with
        | Some() ->
            whileLoop cond body
        | None ->
            fail
    else
        succeed()

let forLoop (xs : 'T seq) f =
    using (xs.GetEnumerator()) (fun it ->
            whileLoop
                (fun () -> it.MoveNext())
                (fun () -> it.Current |> f)
        )

whileLoop可以很好地支持for循环，但我不知道如何获得while循环。部分问题是while循环的转换使用delay，在这种情况下我无法弄清楚。下面明显的实现可能是错误的，因为它不会延迟计算，而是运行它！

let delay f = f()

没有延迟也会妨碍try...with和try...finally。

Answer 1

在F＃中实际上有两种不同的方法来实现延续构建器。一种是使用monadic类型表示延迟计算（如果它支持某种表示延迟计算的方式，如Async<'T>或unit -> option<'T>类型，如kkm所示。

但是，您也可以使用F＃计算表达式的灵活性，并使用不同的类型作为Delay的返回值。然后你需要相应地修改Combine操作并实现Run成员，但这一切都很顺利：

type OptionBuilder() = 
  member x.Bind(v, f) = Option.bind f v
  member x.Return(v) = Some v
  member x.Zero() = Some ()
  member x.Combine(v, f:unit -> _) = Option.bind f v
  member x.Delay(f : unit -> 'T) = f
  member x.Run(f) = f()
  member x.While(cond, f) =
    if cond() then x.Bind(f(), fun _ -> x.While(cond, f)) 
    else x.Zero()

let maybe = OptionBuilder()

诀窍是当你有一个需要延迟的计算时F＃编译器使用Delay - 即：1）包装整个计算，2）当你顺序组合计算时，例如在计算中使用if和3）延迟while或for的正文。

在上面的定义中，Delay成员返回unit -> M<'a>而不是M<'a>，但这完全正常，因为Combine和While取unit -> M<'a>作为他们的第二个论点。此外，通过添加评估函数的Run，评估maybe { .. }块（延迟函数）的结果，因为整个块传递给Run：

// As usual, the type of 'res' is 'Option<int>'
let res = maybe { 
    // The whole body is passed to `Delay` and then to `Run`
    let! a = Some 3
    let b = ref 0
    while !b < 10 do 
      let! n = Some () // This body will be delayed & passed to While
      incr b
    if a = 3 then printfn "got 3"
    else printfn "got something else"
    // Code following `if` is delayed and passed to Combine
    return a }

这是一种为非延迟类型定义计算构建器的方法，它最有可能比函数内的包装类型更有效（如在kkm的解决方案中），并且它不需要定义该类型的特殊延迟版本。

请注意，此问题不会发生在例如Haskell，因为它是一种惰性语言，所以它不需要显式延迟计算。我认为F＃转换非常优雅，因为它允许处理延迟的两种类型（使用返回Delay的{{1}}）和仅代表直接结果的类型（使用M<'a>返回一个函数＆amp; Delay）。

Answer 2

根据monadic身份，您的delay应始终等同于

let delay f = bind (return ()) f

自

val bind : M<'T> -> ('T -> M<'R>) -> M<'R>
val return : 'T -> M<'T>

delay的签名为

val delay : (unit -> M<'R>) -> M<'R>

'T与unit绑定类型。请注意，您的bind函数的参数与惯用订单bind p rest相反。这在技术上是相同的，但会使阅读代码变得复杂。

由于您将monadic类型定义为type Maybe<'a> = option<'a>，因此不会延迟计算，因为类型根本不包含任何计算，只包含一个值。所以你定义延迟let delay f = f()在理论上是正确的。但它对于while循环是不够的：循环的“body”将在其“test condition”之前计算，实际上在bind绑定之前。为了避免这种情况，你需要额外的一层延迟来重新定义你的monad：不是包装一个值，而是包装一个带有单位的计算并计算该值。

type Maybe<'a> = unit -> option<'a>

let return x = fun () -> Some(x)

let fail = fun() -> None

let bind p rest =
    match p() with
    | None -> fail
    | Some r -> rest r

请注意，包装计算直到bind函数内部才会运行，i。即<{1}}的参数绑定后才会运行。

通过上面的表达式，bind被正确简化为

delay

如何在计算构建器中实现延迟？

2 个答案: