一个 do-block 中的多个单子

Question

我目前正在尝试学习Haskell，我真的无法理解在do-block中只使用一个monad的概念。如果我有foo :: Int -> Maybe Int并且想在此函数中使用例如函数hIsEOF :: Handle -> IO Bool。有人可以解释一下我一些基本的例子，我将如何使用hIsEOF并以某种方式与Bool一起工作吗？

我一直试图在这里和谷歌上搜索，但我总是遇到一些高级的东西，基本上没有人解释如何，他们只是就如何将其正确放入 OP 的代码提供建议。我看到这些线程中提到了monad变压器，但即使阅读了很少的资源，我似乎也无法找到如何使用它们的正确方法。

Answer 1

使用单体变压器，您需要做的就是

1. 将函数签名从 Int -> Maybe Int 更改为

   foo :: Int -> MaybeT IO Int
   

2. 解除do块内的所有 IO 操作（在本例中为 liftIO）。在这里查看为什么您需要这种提升以及它究竟有什么作用。

3. 使用 runMaybeT 运行函数

一个最小的例子是：

import Control.Monad.Trans (lift)
import Control.Monad.Trans.Maybe (MaybeT, runMaybeT)
import System.IO (openFile, hClose, hSeek, hIsEOF)
import System.IO (IOMode(ReadMode), SeekMode(AbsoluteSeek))
foo :: Int -> MaybeT IO Int
foo i = do
    h <- lift $ openFile "test.txt" ReadMode
    -- move the handle i bytes ahead
    lift . hSeek h AbsoluteSeek $ fromIntegral i
    eof <- lift $ hIsEOF h  -- check if hit end of file
    lift $ hClose h
    if eof then fail "eof!" else return i

然后

> runMaybeT $ foo 1
Just 1
> runMaybeT $ foo 100  -- would hit eof
Nothing

你从中得到的将是以下类型：

(runMaybeT . foo) :: Int -> IO (Maybe Int)

Answer 2

简短的回答是否定的。 do 符号基于两件事

return :: a -> m a
>>= :: m a -> (a -> m b) -> m b

请注意，在>>=中，虽然你可以使用两种不同的内部类型（a和b），但它只适用于一种外部类型，一种monad（m）。m a和a -> m b都是同一个单子。

更长的答案是，您必须将它们转换为相同的 monad。例如，Maybe可以转换为IO，如下所示：

maybeToIO Nothing = error "No thing"
maybeToIO (Just a) = return a

一般来说，除非在特殊情况下，否则Monads不能相互转换。

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那么为什么>>=只适用于一个monad呢？好吧，看看这个。它被定义为一次处理一个monad，do-notation被定义为与>>=一起工作。选择这个定义的原因有些复杂，但如果有人愿意，我可以编辑它。

你可以想出自己的>>=，可以处理多个monads，然后使用可重新绑定的语法，但这可能很难。