我学习 Haskell 的方式我开始掌握 monad 概念并开始在我的代码中使用已知的 monad，但从设计人员的角度来看，我仍然难以接近 monad。在 OO 中有几条规则，例如对象的“识别名词”、监视某种状态和接口……但我无法为 monad 找到等效的资源。
那么，您如何将问题识别为本质上的一元问题？一元设计的好的设计模式是什么？当您意识到将某些代码重构为 monad 会更好时，您的方法是什么？
【问题讨论】：
标签： haskell functional-programming monads
一个有用的经验法则是当您在上下文中看到值时； monad 可以看作是在以下方面的分层“效果”：
通常，您通常应该通过将标准 Monad Transformer Library 中的 monad 转换器分层来设计您的 monad，这样您就可以将上述效果组合成一个 monad。它们一起处理您可能想要使用的大多数 monad。 MTL 中没有包含一些额外的 monad，例如 probability 和 supply monad。
至于对新定义的类型是否为 monad 及其行为方式的直觉，您可以通过从 Functor 上升到 Monad 来思考它：
(<*>) 可让您从嵌入式函数及其嵌入式参数转到嵌入式结果。理解这一点的最简单方法是查看join的类型：
join :: (Monad m) => m (m a) -> m a
这意味着如果您有一个嵌入式计算，其结果是一个新嵌入式计算，您可以创建一个计算来执行该计算的结果。因此，您可以使用单子效应基于先前计算的值创建新的计算，并将控制流转移到该计算。
有趣的是，这可能是一元结构事物的弱点：使用Applicative，计算结构是静态的（即给定的Applicative 计算具有一定的效果结构，不能根据中间值更改），而 Monad 它是动态的。这会限制您可以进行的优化；例如，应用解析器不如单子解析器强大（好吧，这不是strictly true，但实际上是），但它们可以得到更好的优化。
注意(>>=)可以定义为
m >>= f = join (fmap f m)
因此可以简单地用return 和join 定义一个monad（假设它是一个Functor；所有的monad 都是应用函子，但不幸的是Haskell 的类型类层次结构不需要historical reasons）。
作为附加说明，您可能不应该过分关注 monad，无论它们从被误导的非 Haskeller 那里得到什么样的嗡嗡声。有许多类型类代表了有意义和强大的模式，并不是所有的东西都最好用 monad 来表示。 Applicative、Monoid、Foldable... 使用哪种抽象完全取决于您的情况。而且，当然，仅仅因为某物是单子并不意味着它也不能是其他东西； monad 只是类型的另一个属性。
所以，你不应该过多地考虑“识别单子”；这些问题更像是：
【讨论】：
按照类型。
如果你发现你已经编写了所有这些类型的函数
(a -> b) -> YourType a -> YourType ba -> YourType aYourType (YourType a) -> YourType a或所有这些类型
a -> YourType aYourType a -> (a -> YourType b) -> YourType b那么YourType可能是一个单子。 （我说“可能”是因为函数也必须遵守单子定律。）
（请记住，您可以重新排序参数，例如，YourType a -> (a -> b) -> YourType b 只是伪装的(a -> b) -> YourType a -> YourType b。）
不要只关注单子！如果你有所有这些类型的功能
YourTypeYourType -> YourType -> YourType并且他们遵守幺半群定律，你有一个幺半群！这也可能很有价值。其他类型类也是如此，最重要的是 Functor。
【讨论】：
还有monads的效果图：
一旦您熟悉了这些效果，就很容易将它们与 monad 转换器结合起来构建 monad。请注意，组合一些 monad 需要特别小心（特别是 Cont 和任何带有回溯的 monad）。
需要注意的重要一点是 monad 并不多。标准库中没有一些奇异的，例如概率单子和 Cont 单子的变体，如 Codensity。但是除非你在做一些数学运算，否则你不太可能发明（或发现）一个新的 monad，但是如果你使用 Haskell 足够长的时间，你会构建许多标准 monad 的不同组合。
编辑 - 另请注意，您堆叠 monad 转换器的顺序会导致不同的 monad：
如果你将 ErrorT (transformer) 添加到 Writer monad，你会得到这个 monad Either err (log,a) - 如果你没有错误，你只能访问日志。
如果你将 WriterT (transfomer) 添加到 Error monad，你会得到这个 monad (log, Either err a)，它总是可以访问日志。
【讨论】：
这是一个不回答的问题，但我觉得无论如何说出来很重要。 问吧！ StackOverflow、/r/haskell 和#haskell irc 频道都是从聪明人那里获得快速反馈的好地方。如果你正在解决一个问题，并且你怀疑有一些单子魔法可以让它变得更容易，那就问吧！ Haskell 社区喜欢解决问题，而且非常友好。
别误会，我并不是在鼓励你永远不要自学。恰恰相反，与 Haskell 社区互动是最好的学习方式之一。 LYAH 和 RWH，两本可在线免费获得的 Haskell 书籍，强烈推荐。
哦，别忘了玩，玩，玩！当你玩弄单子代码时，你会开始感觉到单子的“形状”是什么，什么时候一元组合器可能很有用。如果您正在滚动自己的 monad，那么类型系统通常会引导您找到一个明显、简单的解决方案。但老实说，您应该很少需要推出自己的 Monad 实例，因为 Haskell 库提供了大量有用的东西，正如其他回答者所提到的那样。
【讨论】：
在许多编程语言中都有一个“传染性函数标签”的常见概念——函数的一些特殊行为也必须扩展到其调用者。
unsafe，这意味着它们执行的操作可能会违反内存不安全性。 unsafe 函数可以调用普通函数，但任何调用unsafe 函数的函数也必须是unsafe。async，这意味着它们返回一个承诺而不是实际值。 async 函数可以调用普通函数，但 async 函数的调用（通过 await）只能由另一个 async 函数调用。IO a 而不是a。不纯函数可以调用纯函数，但不纯函数只能被其他不纯函数调用。虽然可能有一些方法可以从未标记函数调用标记函数，但没有通用方法，这样做通常很危险，并有可能破坏语言试图提供的抽象。
因此，拥有标签的好处是，您可以公开一组特殊的原语，这些原语被赋予了这个标签，并且任何使用这些原语的函数在其签名中都清楚地表明了这一点。
假设您是一名语言设计师并且您认识到这种模式，并且您决定要允许用户定义的标签。假设用户定义了一个标签Err，表示可能引发错误的计算。使用Err 的函数可能如下所示：
function div <Err> (n: Int, d: Int): Int
if d == 0
throwError("division by 0")
else
return (n / d)
如果我们想简化事情，我们可能会观察到接受参数并没有错误 - 它正在计算可能出现问题的返回值。所以我们可以将标签限制为不带参数的函数，并让div 返回一个闭包而不是实际值：
function div(n: Int, d: Int): <Err> () -> Int
() =>
if d == 0
throwError("division by 0")
else
return (n / d)
在 Haskell 等惰性语言中，我们不需要闭包，直接返回一个惰性值即可：
div :: Int -> Int -> Err Int
div _ 0 = throwError "division by 0"
div n d = return $ n / d
现在很明显，在 Haskell 中，标签不需要特殊的语言支持——它们是普通的类型构造函数。让我们为它们创建一个类型类！
class Tag m where
我们希望能够从标记函数调用未标记函数，这相当于将未标记值 (a) 转换为标记值 (m a)。
addTag :: a -> m a
我们还希望能够获取标记值 (m a) 并应用标记函数 (a -> m b) 来获得标记结果 (m b)：
embed :: m a -> (a -> m b) -> m b
当然，这正是 monad 的定义！ addTag对应return，embed对应(>>=)。
现在很明显，“标记函数”只是一种 monad。因此，每当您发现可以应用“功能标签”的地方时，您就有可能找到适合 monad 的地方。
附：关于我在这个答案中提到的标签：Haskell 用IO monad 模拟杂质，用Maybe monad 模拟偏心。大多数语言都相当透明地实现 async/promises，并且似乎有一个名为 promise 的 Haskell 包模仿了这个功能。 Err monad 等价于 Either String monad。我不知道有任何语言可以单元地模拟内存不安全性，这是可以做到的。
【讨论】：