haskell - IO monad防止嵌入式mapM短路？

Question

下面的代码有点神秘。在问题的非玩具版本中，我试图在 monad Result 中进行 monadic 计算，其值只能从 IO 中构造。似乎 IO 背后的魔力使此类计算变得严格，但我无法弄清楚这是如何发生的。

编码:

data Result a = Result a | Failure deriving (Show)

instance Functor Result where
  fmap f (Result a) = Result (f a)
  fmap f Failure = Failure

instance Applicative Result where
  pure = return
  (<*>) = ap

instance Monad Result where
  return = Result
  Result a >>= f = f a
  Failure >>= _ = Failure

compute :: Int -> Result Int
compute 3 = Failure
compute x = traceShow x $ Result x

compute2 :: Monad m => Int -> m (Result Int)
compute2 3 = return Failure
compute2 x = traceShow x $ return $ Result x

compute3 :: Monad m => Int -> m (Result Int)
compute3 = return . compute

main :: IO ()
main = do
  let results = mapM compute [1..5]
  print $ results
  results2 <- mapM compute2 [1..5]
  print $ sequence results2
  results3 <- mapM compute3 [1..5]
  print $ sequence results3
  let results2' = runIdentity $ mapM compute2 [1..5]
  print $ sequence results2'

输出:

1
2
Failure
1
2
4
5
Failure
1
2
Failure
1
2
Failure

Answer 1

不错的测试用例。这是正在发生的事情:

在 mapM compute像往常一样，我们看到工作中的懒惰。这里没有惊喜。

在 mapM compute2我们在 IO monad 内部工作，它的 mapM定义将需要整个列表:不像 Result一旦 Failure 跳过列表的尾部已找到，IO将始终扫描整个列表。注意代码:

compute2 x = traceShow x $ return $ Result x

因此，只要访问了 IO 操作列表的每个元素，上述内容就会打印调试消息。都是，所以我们打印所有内容。

在 mapM compute3我们现在大致使用:

compute3 x = return $ traceShow x $ Result x

现在，自从 return在 IO 是惰性的，它不会触发 traceShow返回 IO 操作时。所以，当 mapM compute3正在运行，没有看到任何消息。相反，我们仅在 sequence results3 时才看到消息。运行，这会强制 Result - 不是所有的，但只有需要的。

决赛 Identity例子也很棘手。请注意:

> newtype Id1 a = Id1 a
> data Id2 a = Id2 a
> Id1 (trace "hey!" True) `seq` 42
hey!
42
> Id2 (trace "hey!" True) `seq` 42
42

使用 newtype 时，在运行时不涉及装箱/拆箱(AKA 提升)，因此强制 Id1 x值(value)导致x被迫。与 data类型这不会发生:值被包装在一个盒子里(例如 Id2 undefined 不等于 undefined )。

在您的示例中，您添加了 Identity构造函数，但来自 newtype Identity !!所以，打电话的时候

return $ traceShow x $ Result x

return这里不包装任何东西，traceShow立即触发 mapM正在运行。