haskell - Monad 变形金刚升降机

Question

我只是在研究现实世界 Haskell 中的 monad 转换器。书上说，要使某个东西成为 monad 转换器，您需要将其设为 MonadTrans 类型类的实例。

因此，本书定义了一个新的 Transformer，即 MaybeT m a 变压器。

他们为这个新的转换器定义了 monadTrans 类型类:

instance MonadTrans MaybeT where
  lift m = MaybeT (Just `liftM` m)

然后他们为这个变压器创建了一个 MonadState 实例:

instance (MonadState s m) => MonadState s (MaybeT m) where
  get = lift get
  put k = lift (put k)

据我了解，lift 函数正在获取底层 monad 并将其包装在正确的构造函数中。但是，我没有在 MonadState 类型类中实现 get 或 put ，我需要一些帮助来理解 lift 在这里实际做什么。我还听说，在 mtl 包中，由于类型类的定义方式，您可以使用 WriterT、StateT 等拥有一堆 monad 转换器，但您可以使用 get、put、tell 等函数，而无需实际执行任何提升。我想知道这是如何工作的，我强烈怀疑它与这些类型类有关，但我不确定？

Answer 1

but you can use functions like get,put,tell etc without actually doing any lifting

这是因为这些函数实际上是在例如MonadState 类型类，而不是 State 类型。

class Monad m => MonadState s m | m -> s where
    get :: m s
    put :: s -> m ()

然后，State 和 StateT 都成为该类的实例，这使得使用它们成为可能¹

在您的示例实例中，如果我们知道 MaybeT m 的内部 monad 是(满足)MonadState s，我们可以将整个外部 monad 视为 MonadState s 假设我们提升了针对内部 monad 的操作，以便它们适合外部单子(monad)，这是通过 lift 完成的。

用简单的英语来说，这听起来像“如果 MaybeT 转换器在某个有状态 (MonadState) monad 上转换(包装)m对于类型 s，生成的类型也是该类型的有状态 monad”。

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¹这实际上只是一个实例，因为 State s a 实际上是作为 StateT s Identity a 实现的。 Refer to the sources了解实现细节。