Haskell 具有多个 monad 类型的 do 子句

Question

我在 Haskell 中使用一个名为 Threepenny-GUI. In this library the main function returns a UI monad 对象的图形库。这让我很头疼，因为当我试图将 IO 值解包到局部变量中时，我收到了抱怨不同 monad 类型的错误。

这是我的问题的一个例子。这是标准 main 函数的略微修改版本，如 Threepenny-GUI 的代码示例所示：

main :: IO ()
main = startGUI defaultConfig setup

setup :: Window -> UI ()
setup w = do

labelsAndValues <- shuffle [1..10]

shuffle :: [Int] -> IO [Int]
shuffle [] = return []
shuffle xs = do randomPosition <- getStdRandom (randomR (0, length xs - 1))
                let (left, (a:right)) = splitAt randomPosition xs
                fmap (a:) (shuffle (left ++ right))

请注意第五行：

labelsAndValues <- shuffle [1..10]

其中returns出现以下错误：

Couldn't match type ‘IO’ with ‘UI’
Expected type: UI [Int]
  Actual type: IO [Int]
In a stmt of a 'do' block: labelsAndValues <- shuffle [1 .. 10]

关于我的问题，我如何使用标准箭头符号 (<-) 解压缩 IO 函数，并继续将这些变量作为 IO () 而不是 UI ()，所以我可以轻松地将它们传递给其他函数。

目前，我找到的唯一解决方案是使用 liftIO，但这会导致转换为 UI monad 类型，而我实际上想继续使用 IO 类型.

Answer 1

一个do块是针对特定类型的monad，你不能只在中间改变类型。

您可以转换动作，也可以将其嵌套在 do 中。大多数时候，转换会为您准备好。例如，您可以有一个嵌套的 do 与 io 一起使用，然后仅在交互点转换它。

对于您的情况，ThreePennyUI 包提供了一个 liftIOLater 函数来为您处理此问题。

liftIOLater :: IO () -> UI ()

Schedule an IO action to be run later.

为了进行逆向转换，可以使用runUI:

runUI :: Window -> UI a -> IO a

Execute an UI action in a particular browser window. Also runs all scheduled IO action.

Answer 2

在幕后，do 只是 >>=（绑定）和 let 的语法糖：

do { x<-e; es } =   e >>= \x -> do { es }
do { e; es }    =   e >> do { es }
do { e }        =   e
do {let ds; es} =   let ds in do {es}

以及绑定类型：

(>>=) :: Monad m => a -> (a -> m b) -> m b

所以是的，只有 "supports" 一个 Monad

Answer 3

这更像是一个扩展评论 - 它没有解决主要问题，而是解决了您对 shufffle 的实施。它有 2 个问题：

您的实施效率低下 - O(n^2).
IO 不是适合它的类型 - shuffle 没有一般的副作用，它只需要一个随机源。

对于(1)有几种解法：一种是利用Seq及其index, which is O(log n), which would make shuffle O(n log n). Or you could use ST arrays and one of the standard algorithms得到O(n).

对于 (2)，您只需要线程化随机生成器，而不是 IO 的全部功能。已经有不错的库 MonadRandom that defines a monad (and a type-class) for randomized computations. And another package already provides the shuffle function。由于 IO 是 MonadRandom 的一个实例，您可以直接使用 shuffle 作为函数的替代。

Haskell 具有多个 monad 类型的 do 子句

Haskell do clause with multiple monad types

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