haskell - 如何在 haskell 中使用 Control.Monad.Writer？

Question

我是函数式编程新手，最近在 Learn You a Haskell 学习，但是当我经历this chapter时，我被下面的程序卡住了:

import Control.Monad.Writer  

logNumber :: Int -> Writer [String] Int  
logNumber x = Writer (x, ["Got number: " ++ show x])  

multWithLog :: Writer [String] Int  
multWithLog = do  
    a <- logNumber 3  
    b <- logNumber 5  
    return (a*b)

我将这些行保存在 .hs 文件中，但未能将其导入到我的 ghci 中，该文件提示:

more1.hs:4:15:
    Not in scope: data constructor `Writer'
    Perhaps you meant `WriterT' (imported from Control.Monad.Writer)
Failed, modules loaded: none.

我通过“:info”命令检查了类型:

Prelude Control.Monad.Writer> :info Writer
type Writer w = WriterT w Data.Functor.Identity.Identity
               -- Defined in `Control.Monad.Trans.Writer.Lazy'

从我的角度来看，这应该是“newtype Writer w a ...”所以我对如何提供数据构造函数并获取 Writer 感到困惑。

我猜这可能是版本相关的问题，我的ghci版本是7.4.1

Answer 1

包裹Control.Monad.Writer不导出数据构造函数 Writer 。我猜写 LYAH 时情况有所不同。

在 ghci 中使用 MonadWriter 类型类

相反，您可以使用 writer 创建编写器功能。例如，在 ghci session 中我可以这样做

ghci> import Control.Monad.Writer
ghci> let logNumber x = writer (x, ["Got number: " ++ show x])

现在logNumber是一个创建 writer 的函数。我可以询问它的类型:

ghci> :t logNumber
logNumber :: (Show a, MonadWriter [String] m) => a -> m a

这告诉我，推断的类型不是返回特定编写器的函数，而是任何实现 MonadWriter 的函数。类型类。我现在可以使用它了:

ghci> let multWithLog = do { a <- logNumber 3; b <- logNumber 5; return (a*b) }
    :: Writer [String] Int

(输入实际上全部输入一行)。这里我指定了 multWithLog 的类型成为Writer [String] Int 。现在我可以运行它了:

ghci> runWriter multWithLog
(15, ["Got number: 3","Got number: 5"])

您会看到我们记录了所有中间操作。

为什么代码要这样写？

为什么要费心创建 MonadWriter到底有没有类型类？原因与 monad 转换器有关。正如您正确认识到的，最简单的实现方法 Writer作为一对之上的新类型包装器:

newtype Writer w a = Writer { runWriter :: (a,w) }

您可以为此声明一个 monad 实例，然后编写函数

tell :: Monoid w => w -> Writer w ()

它只是记录其输入。现在假设您想要一个具有日志记录功能的 monad，但也可以执行其他操作 - 假设它也可以从环境中读取。您可以将其实现为

type RW r w a = ReaderT r (Writer w a)

现在因为作者在 ReaderT 内monad 转换器，如果你想记录输出，你不能使用 tell w (因为这只适用于未包装的编写器)但您必须使用 lift $ tell w ，它“提升”了 tell通过ReaderT功能这样它就可以访问内部 writer monad。如果您想要两层变压器(假设您还想添加错误处理)，那么您需要使用 lift $ lift $ tell w 。这很快就会变得笨拙。

相反，通过定义类型类，我们可以将编写器周围的任何 monad 转换器包装器转换为编写器本身的实例。例如，

instance (Monoid w, MonadWriter w m) => MonadWriter w (ReaderT r m)

也就是说，如果 w是一个幺半群，且 m是 MonadWriter w ，然后ReaderT r m也是MonadWriter w 。这意味着我们可以使用tell直接在转换后的 monad 上运行，而不必费心通过 monad 转换器显式提升它。