Reader monad 中本地和询问函数的目的是什么

Question

当我尝试熟悉 Haskell 中 Reader monad 的用法时，我注意到 mtl 库中提供了两个类似的函数。

asks :: MonadReader r m => (r -> a) -> m a

local :: MonadReader r m => (r -> r) -> m a -> m a

例如，

import Control.Monad.Reader

changeEnv :: String -> String
changeEnv = ("Prefix " ++)

getLength :: Reader String Int
getLength = do
  e <- ask
  return $ length e

runReader (local changeEnv getLength) "123" 
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runReader (asks (length . changeEnv)) "123"
10

runReader (asks (length . local changeEnv id)) "123"
10

看来我们可以使用asks 或local 来计算相同的结果。

是否存在无法从其中任何一个计算的结果？

目前，我只能说使用local 允许我将更改环境的函数（changeEnv）和返回阅读器结果的函数（getLength）分开。但是，使用asks 也可以实现同样的效果。

有什么特殊的原因我们需要它们吗？

Answer 1

对于任何 f，我们都有 asks f = local f ask，所以您确实可以 始终将asks 写成local。虽然通常你会 将asks f 视为fmap f ask 的简写。

然而，在另一个方向，考虑类似的东西

local changeEnv (do x <- getLength
                    y <- getReverse
                    pure (replicate x y))

一般来说，您如何使用asks 执行此操作？你必须包括 整个身体并明确地将环境放入其中：

asks ((\s -> replicate (length s) (reverse s)) . changeEnv)

如果你愿意，你总是可以这样做，因为你总是可以翻译 任何 Reader 计算转换为普通函数。但是你可能会 根本不使用 Reader。

这并不意味着local 也是必要的 - 它只是一个 方便嵌套阅读器，您可以随时使用runReader 直接改为喜欢：

do s' <- asks changeEnv
   let x = runReader (do ...) s'
   ...

如果你真的想的话，我想你可以把它全部塞进asks，就像

asks (runReader (do ...) . changeEnv)

但使用local 似乎更好。

Answer 2

在您的情况下，您可以将local changeEnv getLength 替换为涉及asks 的等效表达式。但是，为此，您必须检查getLength 的代码，并在每次使用ask 的代码时手动插入changeEnv。

local 的重点是允许这种转换，而不必重写getLength 的所有代码。想象一个极端的场景，我们有一个非常复杂的action，而不是getLength，可能还会调用其他操作，所以我们总共要接触几千行代码。

然后我们找到一个我们想要替换的local f action。在这种情况下，我们需要重写action 的所有代码及其依赖项，只需在所有正确的位置插入f。这很长，而且效率低下，因为这样我们会多次重新计算f。

local 避免了这种情况。当然，严格来说，我们不必使用local，因为我们可以通过Reader构造函数（或滥用runReader）上的模式匹配来打破抽象，这样我们就可以预先组合f在正确的位置。但是，这样做时，我们将重新实现 local。

此外，请注意local 不仅适用于简单的Reader a monad，而且适用于MonadReader 类的所有monad，其中actions 很可能是复杂的。