当 Exc 是成员时 Control.Eff 的 MonadPlus 实例

Question

在monad transformers，我们有

instance (Monad m, Monoid e) => MonadPlus (ExceptT e m)

在extensible effects中，没有这样的东西

instance (Monoid e) => MonadPlus (Eff (Exc e :> r))

我试过实现它，但徒劳无功。这是我目前所拥有的：

instance (Monoid e) => MonadPlus (Eff (Exc e :> r)) where
  mzero = throwExc mempty
  a `mplus` b = undefined $ do
                  resultA <- runExc a
                  case resultA of
                    Left l -> runExc b
                    Right r -> return $ Right r

有两个问题：

• 对于mzero，GHC投诉如下：

  Could not deduce (Monoid e0) arising from a use of ‘mempty’
    from the context (Monad (Eff (Exc e :> r)), Monoid e)
  

  为什么 GHC 不匹配 e0 和 e ？

  答案（评论中提供）：开启ScopedTypeVariables

• 对于mplus，undefined应该换成runExc的反函数，但是在extensible-effects的API中找不到。我错过了什么吗？

基本原理：我希望能够在Member (Exc e) r => Eff r a内写a <|> b，意思是：

• 试试a
• 如果a 抛出ea，试试b
• 如果b 抛出eb，则抛出mappend ea eb

这需要一个Alternative 实例，这就是为什么我首先尝试实现一个MonadPlus 实例。

注意：我使用的是 GHC 7.8.3。

提前感谢您的帮助。

Answer 1

我认为您可能对可扩展效果和所需的效果感到困惑 实例MonadPlus (Eff (Exc e :> r)) 显示混乱。

如果您希望构建一个非确定性计算并抛出 例外，您已经可以做到这一点而无需任何新的 实例。我想我可能对混乱的部分负责 定义单独的 mzero' 和 mplus' 完全等价于 MonadPlus 中的那些。无论如何，由于这种等价性， 你可以简单地写

instance Member Choose r => MonadPlus (Eff r) where
    mzero = mzero'
    mplus = mplus'

实例说：具有选择效果的计算，其中 其他，是 MonadPlus 计算的一个实例。让我压力 “除其他外”的部分。计算可能会产生其他影响， 例如，抛出异常。上面的 MonadPlus 实例涵盖 这种情况，以及所有其他情况。

因此，要使用非确定性和异常，您只需使用 mplus、mzero （或 mplus'、mzero'）以及 throwExc。不需要定义 任何新实例 - 与 Monad Transformers 形成鲜明对比。

当然，你必须决定你希望你的异常如何交互 具有非确定性：异常应该放弃所有选择还是只 剩下的选择？这取决于您如何订购处理程序，其中 先处理效果。此外，您可以为两者编写一个处理程序 选择和执行效果（将已经做出的选择保留在 异常并丢弃剩余的——从而对 Prolog 的剪辑进行建模）。 库的代码（以及论文随附的代码）有这样的例子。

编辑以回复修改后的问题： 如果你只需要<|>，它可以简单地实现，无需MonadPlus或cut。 该操作符只是一种异常处理形式，可以实现为 两个catchError的组成。这是完整的代码

alttry :: forall e r a. (Typeable e, Monoid e, MemberU2 Exc (Exc e) r) =>
          Eff r a -> Eff r a -> Eff r a
alttry ma mb =
  catchError ma $ \ea ->
  catchError mb $ \eb -> throwError (mappend (ea::e) eb)

如果计算ma成功完成，则返回其结果。否则， mb 被尝试；它成功完成，它的结果被返回。如果两者都失败， 引发了映射的异常。代码直接符合英文规范。

我们在签名中使用 MemberU2 而不是 Member 确保计算只抛出一种异常。 否则，这种结构不是很有用。我使用了原始实现 Eff.hs。该文件还包含测试用例。

顺便说一句，没有可扩展效果 需要定义或使用 MonadPlus、MonadState 等类型类。这些类型类 旨在隐藏 MonadTransformer 堆栈的具体布局。有了可扩展的效果，就没有什么可隐藏的了。不再需要拐杖了。