需要基本 do 块语法的解释

Question

在ghci中，我写道：

 let x = do
    i <- [1..5]
    j <- [2..4]
    return i

预期结果：

[1,2,3,4,5]

实际结果：

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

我不明白输出背后的逻辑。我认为原因可能与 monad 有关，但我对函数式编程很陌生，我希望有人能解释一下。

我也试过List-comprehension中的等价形式，结果是一样的，这意味着我在这里误解了一些基本的东西。

Answer 1

这是因为 do 机制不关心（幸运的是）最内层的代码是否实际引用（某些）循环变量。

看到你总是得到 3*5=15 个值，不管最里面的代码是什么：

 λ> 
 λ> xs1 = do { i <- [1..5] ; j <- [2..4] ; return i }
 λ> xs1
[1,1,1,2,2,2,3,3,3,4,4,4,5,5,5]
 λ> 
 λ> xs2 = do { i <- [1..5] ; j <- [2..4] ; return 9 }
 λ> xs2
[9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9]
 λ> 
 λ> xs3 = do { i <- [1..5] ; j <- [2..4] ; return (i,j) }
 λ> xs3
[(1,2),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(2,4),(3,2),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(4,4),(5,2),(5,3),(5,4)]
 λ> 
 λ> length xs1
15
 λ> length xs2
15
 λ> length xs3
15
 λ>

据我所知，这是完全标准的行为，Haskell 与 C、C++、Fortran、Python ...

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C++ 等效示例：

#include  <vector>
#include  <iostream>

int main()
{
    std::vector<int>  vi{1,2,3,4,5};
    std::vector<int>  vj{2,3,4};

    for (int i: vi)
        for (int j: vj)
            std::cout << i << ", ";

    std::cout << std::endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

C++ 输出：

$ ./a.out
1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 
$

Answer 2

I've also tried the equavalent form in List-comprehension and the result is the same

好主意。碰巧对于列表，do 表示法与列表理解完全相同。（实际上，a syntactic extension 允许您对任何 monad 使用 list-comprehension 表示法，就像您可以对任何 monad 使用 do 表示法一样。）

所以，您问的是为什么 [a | a<-[0,1], b<-[2,3]] 给出 [0,0,1,1] 而不是 [0,1]。这看起来令人惊讶的方式是，如果您将列表推导视为 集合推导，就像您在数学中发现的那样。但是列表不是集合，尽管 Haskellers 确实经常使用列表作为集合的临时 stand-in。如果列表推导充当集合推导，则

  [x | x <- [0,1,0]]

也应该只产生 [0,1] 作为结果（或者至少，它应该产生 与 [x|x<-[0,1]] 相同的 结果）。

一般来说，这种 weeding-out-duplicates 需要进行相等性检查，如果你想让它更有效率，也可以使用排序或散列方法。列表不会做任何这样的事情，所以如果你想要 set-like 行为，你应该使用 set-implementing 数据结构。 Set and HashSet 是最常见的。

需要基本 do 块语法的解释

Need explanation for basic do block syntax

monads

haskell

list-comprehension

list

do-notation