haskell - 如何创建一个允许 IO 但不是 MonadIO 的 monad？

Question

我正在尝试创建一个仅允许特定 IO 函数的 monad。这意味着这个假设的 monad 不能是 MonadIO 并且不能允许调用 liftIO。

这是我到目前为止所拥有的，但我一直使用 AppM 的 Monad 实例:

data AppM a = AppM {unwrapAppM :: ReaderT Env (LoggingT IO) a}

instance Functor AppM where
  fmap fn appm = AppM $ fmap fn (unwrapAppM appm)


instance Applicative AppM where
  pure a = AppM $ pure a

Answer 1

如果您只是想隐藏 AppM 的 MonadIO 特性

我会继续输入

{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving #-}

并将data声明更改为

newtype App a = App {runApp :: ReaderT Env (LoggingT IO) a}
              deriving (Functor, Applicative, Monad, MonadReader Env,
                       , MonadLoggerIO }

因此，如果您需要像 liftIO 这样的操作，您的 App 就不是 MonadIO，您可以在库中提供这些操作，例如

putStrLn :: String -> App ()
putStrLn = fmap App . liftIO Prelude.putStrLn

注意:liftIO 用于 ReaderT Env (LoggingT IO) ()，然后将其包装到 App 中，并且您不会公开完整的 IO 功能。

更新

关于如何实现Functor、Applicative和Monad的问题，它只是包装/展开的任务:

instance Functor App where
   fmap f = App . fmap f . runApp

instance Applicative App where
  pure = App . pure
  mf <*> mx = App (runApp mf <*> runApp mx)

instance Monad App where
  mx >>= f = App $ (runApp mx) >>= (runApp . f)

最后一行是唯一棘手的 - 正如

>>= :: ReaderT Env (LoggingT IO) a -> (a -> ReaderT Env (LoggingT IO) b) -> ReaderT Env (LoggingT IO) b

但是 mx::App a 和 f::a -> App b 所以我们需要

runApp :: App a -> ReaderT Env (LoggingT IO) a

解包 f 的结果类型以在解包设置中工作 - 这在写下来时似乎非常明显，但在此之前可能会引起一些头痛。

更新2

我发现有人从 monad reader Ed Z. Yang - Three Monads (Logic, Prompt, Failure) 链接了我很长一段时间(但在同一个星系)的论文。