Haskell - 如何在 IO 函数中使用纯函数？

Question

如何在 IO 函数中使用纯函数？ :-/

例如：我正在读取一个文件（IO 函数），我想通过使用具有引用透明性的纯函数来解析它的上下文，一个字符串。

似乎纯函数和 IO 函数这样的世界是分开的。我怎样才能跨越它们？

Answer 1

最简单的方法是使用fmap，其类型如下：

fmap :: (Functor f) => (a -> b) -> f a -> f b

IO 实现了Functor，这意味着我们可以通过将IO 替换为f 来特化上述类型得到：

fmap :: (a -> b) -> IO a -> IO b

换句话说，我们采用一些将as 转换为bs 的函数，并使用它来更改IO 操作的结果。例如：

getLine :: IO String

>>> getLine
Test<Enter>
Test
>>> fmap (map toUpper) getLine
Test<Enter>
TEST

那里刚刚发生了什么？好吧，map toUpper 有类型：

map toUpper :: String -> String

它将String 作为参数，并返回String 作为结果。具体来说，它将整个字符串大写。

现在，我们来看看fmap (map toUpper)的类型：

fmap (map toUpper) :: IO String -> IO String

我们已升级函数以处理 IO 值。它将IO 操作的结果转换为返回大写字符串。

我们也可以使用do 表示法来实现这一点，以：

getUpperCase :: IO String
getUpperCase = do
    str <- getLine
    return (map toUpper str)

>>> getUpperCase
Test<Enter>
TEST

事实证明，每个 monad 都具有以下属性：

fmap f m = do
    x <- m
    return (f x)

换句话说，如果任何类型实现了Monad，那么它也应该总是能够实现Functor，使用上面的定义。其实我们可以一直使用liftM作为fmap的默认实现：

liftM :: (Monad m) => (a -> b) -> m a -> m b
liftM f m = do
    x <- m
    return (f x)

liftM 与 fmap 相同，除了专门用于 monad，它不像函子那样通用。

因此，如果您想转换 IO 操作的结果，您可以使用：

• fmap,
• liftM，或
• do 表示法

这真的取决于你喜欢哪一个。我个人推荐fmap。

Answer 2

亚历克斯霍斯曼帮助了我。他说：

“也许我理解错了，但这听起来很简单？ 做 {x

然后我解决了我的问题：

import System.IO  
import Data.List

getFirstPart line Nothing = line
getFirstPart line (Just index) = fst $ splitAt index line 

eliminateComment line = 
 getFirstPart line $ elemIndex ';' line

eliminateCarriageReturn line =
 getFirstPart line $ elemIndex '\r' line

eliminateEntersAndComments :: String -> String  
eliminateEntersAndComments text =
 concat $ map mapFunction $ lines text
 where
  mapFunction = (++ " ") . eliminateCarriageReturn . eliminateComment

main = do {
 contents <- readFile "../DWR-operators.txt"; 
 return (eliminateEntersAndComments contents)
}

Answer 3

您还可以考虑 Control.Monad 中的 liftM 函数。
一个帮助你的小例子（在 IO Monad 下运行到 ghci）

$ import Control.Monad -- to emerge liftM
$ import Data.Char     -- to emerge toUpper
$ :t map to Upper -- A pure function
map toUpper :: [Char] -> [Char]
$ :t liftM 
liftM :: Monad m => (a1 -> r) -> m a1 -> m r
$ liftM (map toUpper) getLine 

Answer 4

实际答案如下：

main = do
  val <- return (purefunc ...arguments...)
  ...more..actions...

return 将其包装在适当的 monad 中，以便 do 可以将其分配给 val。