Haskell IO 的 MonadPlus 定义

Question

我只是写了一点代码，我想在 IO Monad 中使用guard function。但是，有no definition of MonadPlus for IO 这意味着我们不能在 IO 域中使用守卫。我见过an example of using the MabyeT transformer to use guard in the Maybe Monad，然后解除了所有的 IO 操作，但如果我不需要，我真的不想这样做。

我想要的一些例子可能是：

handleFlags :: [Flag] -> IO ()
handleFlags flags = do
    when (Help `elem` flags) (putStrLn "Usage: program_name options...")
    guard (Help `elem` flags)
    ... do stuff ...
    return ()

我想知道是否有一种很好的方法可以通过 MonadPlus 的声明或其他方式在 IO Monad 中获取保护函数（或类似的东西）。或者我做错了；有没有更好的方法在上面的函数中编写帮助消息？谢谢。

（PS 我可以使用 if-then-else 语句，但它似乎以某种方式破坏了这一点。更不用说对于很多选项它会导致大量嵌套。）

Answer 1

为此专门设计了一些函数：在 Control.Monad 中，函数 when 和它的对应函数 unless。 安东尼的回答可以改写成这样：

handleFlags :: [Flag] -> IO ()
handleFlags flags =
    when (Help `elem` flags) $ putStrLn "Usage: program_name options..."

规格：

when :: (Applicative m) => Bool -> m () -> m ()
unless bool = when (not bool)

Link to docs on hackage.haskell.org

如果需要更多，这里是link to another package, specifically monad-oriented and with several more utilities: Control.Monad.IfElse

Answer 2

考虑MonadPlus的定义：

class Monad m => MonadPlus m where
    mzero :: m a 
    mplus :: m a -> m a -> m a

您将如何为IO 实现mzero？ IO a 类型的值表示返回 a 类型的 IO 计算，因此 mzero 必须是返回任何可能类型的 IO 计算。显然，无法为某个任意类型生成一个值，而且与 Maybe 不同的是，我们没有可以使用的“空”构造函数，因此 mzero 将必然代表一个永远不会返回的 IO 计算 .

如何编写一个永不返回的 IO 计算？基本上，要么进入无限循环，要么抛出运行时错误。前者的效用令人怀疑，所以后者是你所坚持的。

简而言之，要为IO 编写一个MonadPlus 的实例，你要做的是：让mzero 抛出一个运行时异常，并让mplus 评估它的第一个参数，同时捕获由mzero。如果没有引发异常，则返回结果。如果引发异常，请评估 mplus 的第二个参数，同时忽略异常。

也就是说，运行时异常通常被认为是不可取的，所以在走这条路之前我会犹豫不决。如果您确实想这样做（并且不介意增加程序在运行时崩溃的可能性），您将在Control.Exception 中找到实现上述内容所需的一切。

在实践中，如果我想要大量 guarding 来评估 monadic 表达式的结果，或者如果大多数条件依赖于作为函数参数提供的纯值（您示例中的标志是）使用@Anthony 回答中的模式防护。

Answer 3

我用守卫做这种事情。

handleFlags :: [Flag] -> IO ()
handleFlags flags
  | Help `elem` flags = putStrLn "Usage: program_name options..."
  | otherwise = return ()