为什么这个简单的组合不起作用？

Question

我最近需要head介入两个monadic操作.这是SSCCE:

module Main where

f :: IO [Int]
f = return [1..5]

g :: Int -> IO ()
g = print

main = do
    putStrLn "g <$> head <$> f"
    g <$> head <$> f

    putStrLn "g . head <$> f"
    g . head <$> f

    putStrLn "head <$> f >>= g"
    head <$> f >>= g

该程序格式良好,无需警告即可编译.但是,上述3个版本中只有一个版本可用¹.这是为什么？

具体而言,这将是链接的最佳方式f,并g连同head中间？我最终使用了第三个(以do符号的形式),但我并不喜欢它,因为它应该是一个简单的单行².

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¹ Spoiler alert:第3个是唯一打印的1; 另外两个是无声的,都下runhaskell和repl.

²我确实意识到那些都是单行的,但操作的顺序在唯一有效的操作中感到非常混乱.

Answer 1

也许最好的写法是：

f >>= g . head

或者以更详细的形式：

f >>= (g . head)

所以我们基本上对fmapfor 的值执行 an f（因此我们获取包含head在 monad 中的值IO），然后我们将 then 传递给g，例如：

(head <$> f) >>= g

语义上是相同的。

但现在如果我们使用会发生什么g <$> head <$> f？我们先来分析一下类型：

f :: IO [Int]
g :: Int -> IO ()
(<$>) :: Functor m => (a -> b) -> m a -> m b

（我m在这里使用是为了避免与f函数混淆）

其规范形式是：

((<$>) ((<$>) g head) f)

第二个(<$>)以g :: Int -> IO ()和head :: [c] -> c作为参数，因此这意味着a ~ Int、b ~ IO ()、 和m ~ (->) [c]。所以结果是：

 (<$>) g head :: (->) [c] (IO ())

或者更简洁：

g <$> head :: [c] -> IO ()

因此，第一个函数将、 和(<$>)用作参数，因此这意味着、、、、 因此我们获得类型：g <$> head :: [c] -> IO ()IO [Int]m ~ IOa ~ [Int]c ~ Intb ~ IO ()

(<$>) (g <$> head) f :: IO (IO ())

因此，我们不执行任何实际操作：我们fmap列出[Int]一个IO操作（包含在 中IO）。您可以将其视为return (print 1)：您不“评估” print 1，而是return评估包裹在 . 中的内容IO。

您当然可以IO在这里“吸收”外部，然后使用内部IO，例如：

evalIO :: IO (IO f) -> IO f
evalIO res = do
   f <- res
   f

或更短：

evalIO :: IO (IO f) -> IO f
evalIO res = res >>= id

（这可以推广到所有类型的Monads，但这与这里无关）。

也evalIO称为join :: Monad m => m (m a) -> m a。