为什么有些类型类的前缀是 "Monad"？

Question

阅读一些代码时，我有时会遇到以 Monad 为前缀的类型类，例如 MonadState、MonadIO、MonadReader 等

这些的具体用途是什么？

以MonadState为例，我知道

State允许无状态状态
StateT 允许使用其他 monad，例如 IO 到 "combine" 两者的功能

但是 MonadState 究竟允许什么？

我不明白是否需要另一组同名的 types/typeclasses，有人可以解释一下吗？

Answer 1

MonadState 不是 monad，而是 Monad 的子类。 State 是一个单子（也是一个 MonadState）。 monad 子类 MonadState 用于使 get、put 等函数在具有 gettable/settable "state".[=17 概念的任何 monad 上工作=]

Answer 2

State、StateT和其他类似的类型来自transformers, while the MonadState typeclass and other typeclasses like it come from mtl。注意前者是 types，而后者是 typeclasses.

transformers 中的类型是 Monad 和 MonadTrans 的实例。您可以直接与他们合作，但有一些烦恼：

如果你有一个 monad 堆栈深几层，你必须在代码中大量调用 lift 才能访问每一层的功能。
有时两种不同的类型提供相同的 "interface"。例如，RWST 和 ReaderT 都提供类似 reader 的功能，例如 ask。在编写一个函数时，不得不提交另一个函数是很烦人的，因为它降低了通用性。

来自 mtl 的 Monad* 类型类缓解了这些问题：

他们有 "pass-through" 个实例，可以消除对 lift 的许多调用（或者更准确地说，自动处理它们）。例如，StateT 是 MonadState 的实例，但是 StateT 上的 ReaderT 也是 MonadState 的实例，因此您可以使用 get直接。

import Control.Monad
import Control.Monad.Reader
import Control.Monad.State

-- put the environment in the state
bar :: ReaderT Int (State Int) ()
bar = ask >>= lift . put -- we use lift here

barMTL :: ReaderT Int (State Int) ()
-- This ONLY works if we have imported the 
-- required instances from mtl.
-- The MonadState instance for ReaderT, in particular.
barMTL = ask >>= put -- the put is auto-lifted

您可以在您的函数中放置一个 Monad* 约束并针对 Monad* "interface" 而不是立即提交 monad 的特定实现。这样你的函数就会变得更通用，并且选择确切的 "implementation" 会延迟到最后可能的时刻。

import Control.Monad
import Control.Monad.State
import Control.Monad.RWS

-- Dumb function that increments the state.
-- Doesn't commit to a specific implementation of the monad.
baz :: MonadState Int m => m ()
baz = modify succ

main :: IO ()
main = do
    -- run as State
    print $ runState baz 0 
    -- run as RWS
    print $ runRWS (baz >> tell ()) () 0

为什么有些类型类的前缀是 "Monad"？

Why are some typeclasses prefixed with "Monad"?

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