Миран Липовача - Изучай Haskell во имя добра!

Just 7

ghci> Just (+3) `ap` Just 4

Just 7

ghci> [(+1),(+2),(+3)] <*> [10,11]

[11,12,12,13,13,14]

ghci> [(+1),(+2),(+3)] `ap` [10,11]

[11,12,12,13,13,14]

Теперь нам видно, что монады настолько же сильны, насколько и аппликативные функторы, потому что мы можем использовать методы класса Monadдля реализации функций из класса Applicative. На самом деле, когда обнаруживается, что определённый тип является монадой, зачастую сначала записывают экземпляр класса Monad, а затем создают экземпляр класса Applicative, просто говоря, что функция pure– это return, а операция <*>– это ap. Аналогичным образом, если у вас уже есть экземпляр класса Monadдля чего-либо, вы можете сделать для него экземпляр класса Functor, просто говоря, что функция fmap– это liftM.

Функция liftA2весьма удобна для применения функции между двумя аппликативными значениями. Она определена вот так:

liftA2 :: (Applicative f) => (a –> b –> c) –> f a –> f b –> f c

liftA2 f x y = f <$> x <*> y

Функция liftM2делает то же, но с использованием ограничения Monad. Есть также функции liftM3, liftM4и liftM5.

Вы увидели, что монады не менее сильны, чем функторы и аппликативные функторы – и, хотя все монады, по сути, являются функторами и аппликативными функторами, у них необязательно имеются экземпляры классов Functorи Applicative. Мы изучили монадические эквиваленты функций, которые используются функторами и аппликативными функторами.

Есть кое-какая пища для размышления: если результат монадического значения – ещё одно монадическое значение (одно монадическое значение вложено в другое), можете ли вы «разгладить» их до одного лишь обычного монадического значения? Например, если у нас есть Just (Just 9), можем ли мы превратить это в Just 9? Оказывается, что любое вложенное монадическое значение может быть разглажено, причём на самом деле это свойство уникально для монад. Для этого у нас есть функция join. Её тип таков:

join :: (Monad m) => m (m a) –> m a

Значит, функция joinпринимает монадическое значение в монадическом значении и отдаёт нам просто монадическое значение; другими словами, она его разглаживает. Вот она с некоторыми значениями типа Maybe:

ghci> join (Just (Just 9))

Just 9

ghci> join (Just Nothing)

Nothing

ghci> join Nothing

Nothing

В первой строке – успешное вычисление как результат успешного вычисления, поэтому они оба просто соединены в одно большое успешное вычисление. Во второй строке значение Nothingпредставлено как результат значения Just. Всякий раз, когда мы раньше имели дело со значениями Maybeи хотели объединить несколько этих значений – будь то с использованием операций <*>или >>=– все они должны были быть значениями конструктора Just, чтобы результатом стало значение Just. Если на пути возникала хоть одна неудача, то и результатом являлась неудача; нечто аналогичное происходит и здесь. В третьей строке мы пытаемся разгладить то, что возникло вследствие неудачи, поэтому результат – также неудача.

Разглаживание списков осуществляется довольно интуитивно:

ghci> join [[1,2,3],[4,5,6]]

[1,2,3,4,5,6]

Как вы можете видеть, функция joinдля списков – это просто concat. Чтобы разгладить значение монады Writer, результат которого сам является значением монады Writer, нам нужно объединить моноидное значение с помощью функции mappend:

ghci> runWriter $ join (Writer (Writer (1, "aaa"), "bbb"))

(1,"bbbaaa")

Внешнее моноидное значение "bbb"идёт первым, затем к нему конкатенируется строка "aaa". На интуитивном уровне, когда вы хотите проверить результат значения типа Writer, сначала вам нужно записать его моноидное значение в журнал, и только потом вы можете посмотреть, что находится внутри него.

Разглаживание значений монады Eitherочень похоже на разглаживание значений монады Maybe:

ghci> join (Right (Right 9)) :: Either String Int

Right 9

ghci> join (Right (Left "ошибка")) :: Either String Int

Left "ошибка"

ghci> join (Left "ошибка") :: Either String Int

Left "ошибка"

Если применить функцию joinк вычислению с состоянием, результат которого является вычислением с состоянием, то результатом будет вычисление с состоянием, которое сначала выполняет внешнее вычисление с состоянием, а затем результирующее. Взгляните, как это работает: