Haskell IO的MonadPlus定义

Question

我只是在写一小段代码，我想在IO Monad中使用guard function。然而，存在no definition of MonadPlus for IO，这意味着我们不能在IO域中使用guard。我已经看到了an example of using the MabyeT transformer to use guard in the Maybe Monad，然后提升了所有IO操作，但如果没有必要的话，我并不真的想这样做。

我想要的一些例子可能是：

handleFlags :: [Flag] -> IO ()
handleFlags flags = do
    when (Help `elem` flags) (putStrLn "Usage: program_name options...")
    guard (Help `elem` flags)
    ... do stuff ...
    return ()

我想知道是否有一种很好的方法可以通过声明MonadPlus或其他方式在IO Monad中获得一个守卫函数(或类似的函数)。或者我可能做错了；有没有更好的方法在上面的函数中编写帮助消息？谢谢。

(附注:我可以使用if-then-else语句，但它似乎以某种方式违背了要点。更不用说，对于许多选项，这将导致大量的嵌套。)

Answer 1

考虑MonadPlus的定义

class Monad m => MonadPlus m where
    mzero :: m a 
    mplus :: m a -> m a -> m a

您将如何为IO实现mzero？IO a类型的值表示返回a类型的内容的IO计算，因此mzero必须是返回任何可能类型的内容的IO计算。显然，没有办法为某个任意类型变出一个值，而且与Maybe不同的是，我们没有可以使用的“空”构造函数，因此mzero必然表示永远不返回的IO计算。

如何编写永远不返回的IO计算？基本上，要么进入无限循环，要么抛出运行时错误。前者的效用令人怀疑，因此后者就是你所坚持的。

简而言之，要为IO编写一个MonadPlus实例，您需要做的是:让mzero抛出一个运行时异常，并让mplus在捕获mzero抛出的任何异常时计算其第一个参数。如果未引发异常，则返回结果。如果引发异常，则在忽略异常的情况下计算mplus的第二个参数。

也就是说，运行时异常通常被认为是不可取的，所以在走这条路之前我会犹豫。如果您确实想这样做(并且不介意增加您的程序在运行时崩溃的可能性)，您可以找到在Control.Exception中实现上述内容所需的一切。

在实践中，如果我想要对一元表达式求值的结果进行大量的guard运算，或者如果大多数条件依赖于作为函数参数提供的纯值(示例中的标志是)，我可能会使用一元转换器方法，就像@Anthony的答案中那样使用模式保护。

Answer 2

我和守卫一起做这类事情。

handleFlags :: [Flag] -> IO ()
handleFlags flags
  | Help `elem` flags = putStrLn "Usage: program_name options..."
  | otherwise = return ()

Answer 3

有一些函数正是为此而设计的:在Control.Monad中，函数when和它的对应函数unless。安东尼的答案可以重写为：

handleFlags :: [Flag] -> IO ()
handleFlags flags =
    when (Help `elem` flags) $ putStrLn "Usage: program_name options..."

规格：

when :: (Applicative m) => Bool -> m () -> m ()
unless bool = when (not bool)

Link to docs on hackage.haskell.org

如果需要更多，这里有一个link to another package, specifically monad-oriented and with several more utilities: Control.Monad.IfElse