从连续monad内部的IO monad逃逸

Question

一个令人困惑的问题的标题！我理解a) monad，b) IO monad，c) Cont monad (Control.Monad.Cont)，d) ContT延拓转换器monad。(我模糊地理解单台变压器-尽管不足以回答这个问题。)我了解如何编写所有函数都位于Cont (Cont r a)中的程序，以及如何编写所有函数都位于Cont/ combined (ContT r IO a)组合中的程序。

但我想知道如何编写一个程序，其中一些函数位于Cont/IO组合单元(ContT r IO a)中，而其他函数仅位于combined (Cont r a)中。基本上，我想用延续风格编写整个程序，但只在必要时使用IO monad (就像在“常规”Haskell代码中，我只在必要时使用IO monad )。

例如，考虑这两个函数，以不延续的方式：

foo :: Int -> IO Int
foo n = do
    let x = n + 1
    print x
    return $ bar x

bar :: Int -> Int
bar m = m * 2

注意，foo需要IO，但bar是纯的。现在，我已经知道了如何使用延续monad完全编写这段代码，但我也需要通过bar线程IO：

foo :: Int -> ContT r IO Int
foo n = do
    let x = n + 1
    liftIO $ print x
    bar x

bar :: Int -> ContT r IO Int
bar m = return $ m * 2

我确实希望我的所有代码都是延续样式，但我不想在不需要它的函数上使用IO monad。基本上，我想这样定义bar：

bar :: Int -> Cont r Int
bar m = return $ m * 2

不幸的是，我找不到从Cont r a monad函数(foo)内部调用ContT r IO a monad函数(bar)的方法。有没有办法把一个没有转化的单身汉“提升”成一个转化的单身汉？也就是说，如何更改foo中的“bar :: Int -> Cont r Int”行，使其能够正确地调用bar :: Int -> Cont r Int

Answer 1

这就是Control.Monad.Class进来的地方。使bar多态化，使其能够在哪一种单模中工作：

bar :: MonadCont m => Int -> m Int
bar m = return $ m * 2

注意，页面底部的实例列表显示，生成文档时已知的MonadCont实例包括Cont r和Monad m => ContT r m。此外，MonadCont类定义了callCC函数，这是使用延续特性所必需的。这意味着您可以在bar中使用延续的全部表现力，即使本例没有。

通过这种方式，您编写的函数显然不能使用IO，因为它们没有MonadIO约束，它们的类型也没有显式地提到IO。但是它们是多态的，它们在其中工作，因此可以从包含IO的上下文中微不足道地调用它们。

Answer 2

我发现这完全符合我的要求(无需更改Bar)：

liftCont :: Cont (m r) a -> ContT r m a
liftCont = ContT . runCont

这将解压缩Cont并构造一个ContT。

然后我可以使用liftCont从Foo调用Bar

foo n = do
    let x = n + 1
    liftIO $ print x
    liftCont $ bar x

我不认为这比Carl的解决方案“更好”(我给了他滴答)，但是我在这里发布了它，因为它允许您使用Bar而不修改它的类型，如果您不能修改Bar，那么它非常有用。(不过，它的性能可能更差。)

Answer 3

另一种选择是考虑mmorph包https://hackage.haskell.org/package/mmorph-1.0.0/docs/Control-Monad-Morph.html#v:hoist。

在教程部分，看看hoist能做什么。