Exc为成员时Control.Eff的MonadPlus实例

Question

在monad变压器中，我们有

instance (Monad m, Monoid e) => MonadPlus (ExceptT e m)

在可扩展效果中，没有这样的东西

instance (Monoid e) => MonadPlus (Eff (Exc e :> r))

我试着实现它，但没有成功。以下是我目前所拥有的：

instance (Monoid e) => MonadPlus (Eff (Exc e :> r)) where
  mzero = throwExc mempty
  a `mplus` b = undefined $ do
                  resultA <- runExc a
                  case resultA of
                    Left l -> runExc b
                    Right r -> return $ Right r

有两个问题：

• 对于mzero，GHC抱怨如下：

  Could not deduce (Monoid e0) arising from a use of ‘mempty’
    from the context (Monad (Eff (Exc e :> r)), Monoid e)
  

  为什么GHC不匹配e0和e？

  答案（在评论中提供）：打开ScopedTypeVariables

• 对于mplus，应将undefined替换为runExc的反函数，但我在可扩展效应的API中找不到它。我错过什么了吗？

理由：我希望能够在Member (Exc e) r => Eff r a中写入a <|> b，意思是：

• 尝试a
• 如果a抛出ea，请尝试b
• 如果b抛出eb，则抛出mappend ea eb

这需要一个Alternative实例，这就是我首先尝试实现MonadPlus实例的原因。

注意：我使用的是GHC 7.8.3.

提前感谢您的帮助。

Answer 1

我认为您可能对可扩展效果和所需效果感到困惑实例CCD_ 19显示了混淆。

如果您希望构建一个非确定性计算，并同时抛出例外，您可以在不需要任何新的实例。我想我可能对这种混乱负有部分责任定义单独的mzero和mplus，它们完全等价于那些在MonadPlus。无论如何，因为这种等价性，你可以简单地写

instance Member Choose r => MonadPlus (Eff r) where
    mzero = mzero'
    mplus = mplus'

实例说：一个具有Choose效应的计算，在其他，是MonadPlus计算的一个实例。让我强调一下"除其他外"部分。该计算可以具有其他效果，例如，抛出异常。上面的MonadPlus实例涵盖这种情况，以及所有其他情况。

因此，要使用非决定论和异常，只需使用mplus、mzero（或mplus'，mzero'）以及throwExc。没有必要定义任何新的例子-与莫纳德变形金刚形成鲜明对比。

当然，你必须决定你希望你的异常如何交互使用非决定论：异常应该放弃所有选择还是只放弃剩下的选择？这取决于您如何订购处理程序效果首先得到处理。此外，您可以为这两者编写一个处理程序选择和豁免效果（将已经做出的选择保留在异常并丢弃剩余的——从而对Prolog的剪切进行建模）。图书馆的代码（以及论文附带的代码）有这样的例子。

编辑以回复修改后的问题：如果您只需要<|>，那么它可以简单地实现，而无需MonadPlus或cut。此运算符只是异常处理的一种形式，可以作为两个catchError的组合。这是的完整代码

alttry :: forall e r a. (Typeable e, Monoid e, MemberU2 Exc (Exc e) r) =>
          Eff r a -> Eff r a -> Eff r a
alttry ma mb =
  catchError ma $ ea ->
  catchError mb $ eb -> throwError (mappend (ea::e) eb)

如果计算ma成功完成，则返回其结果。否则mb已尝试；如果成功完成，则返回结果。如果两者都失败，引发mappend-ed异常。代码与英文规范直接匹配。

我们在签名中使用MemberU2而不是Member确保计算只抛出一种类型的异常。否则，这种构造就没有多大用处。我使用了原始实现该文件还包含测试用例。

BTW，具有可扩展的效果需要定义或使用MonadPlus、MonadState等类型类。这些类型类旨在隐藏MonadTransformer堆栈的具体布局。有了可扩展的效果，就没有什么可隐藏的了。不再需要拐杖了。