【问题标题】：How are all graphic and web libraries implemented in Haskell?Haskell 中的所有图形和网络库是如何实现的？
【发布时间】：2013-04-05 13:15:46
【问题描述】：

我才开始学习 Haskell。我读过它是一种纯函数式语言，其中的所有内容都是不可变的。因此，诸如输入输出、写入和读取数据库之类的事情会导致状态的可变性。我知道 Haskell 中有一个叫做 monads 的东西，它允许在 Haskell 中使用命令式特性，比如 IO Monad。但我很感兴趣的是，Haskell 中所有必要的事情都是在 monad 的帮助下实现的吗？在 HackageDB 上有很多包可以处理 3d 图形、数据库、解析 HTML、编写 Web 服务器等等。

这一切背后的总体思路是什么？是什么让 Haskell 保持纯粹并同时适用于编写所有这些？我希望有人会为我澄清这一点。提前致谢！

【问题讨论】：

标签： haskell functional-programming monads hackage

【解决方案1】：

我通过下面的类比来理解这些东西，我将用 JavaScript 来表达。

如何表达副作用计算？

1。一个函数

这显然是首先想到的：

var launchRockets = function () {
  prepareRockets( queryDBForPreparationParameters() )
  launchAllPreparedRockets()
  outputResults()
}

你可以看到一个有效的函数调用了一堆其他有效的函数，这些函数本身可以产生未知的效果以及随之而来的所有后果。

2。说明

表达这一点的另一种方式是编写一组指令，描述这些有效的计算，以便稍后执行某些函数。（曾经编写过 SQL 查询吗？）

var launchRocketsInstructions = [
  {
    description: "Prepare rockets",
    parameters: {
      description: "Query a DB for preparation parameters"
    }
  },
  {
    description: "Launch all prepared rockets"
  },
  {
    description: "Output results"
  }
]

那么我们在第二个例子中看到了什么？我们看到一个不可变的数据树来描述计算而不是立即执行它。这里没有副作用，为了组成这个数据树，我们当然可以使用纯函数。这就是 Haskell 中副作用的本质所在。该语言提供的所有基础架构：monad、IO、do-notation - 这些只是工具和抽象，可简化您编写单个指令树的任务。

当然，要真正执行这些指令，最终必须逃入副作用的狂野世界。在 JavaScript 的情况下，它类似于execute(launchRocketsInstructions)，在 Haskell 的情况下，它是执行指令树根的运行时，您使用主模块的函数 main 生成，它成为您的单一入口点程序。因此 Haskell 中的副作用实际上发生在语言范围之外，这就是为什么它是纯粹的。

【讨论】：

【解决方案2】：

我读到它是一种纯函数式语言，其中的所有内容都是不可变的。

Haskell 只是纯粹的/默认情况下/。如果您向编译器声明（通过一元类型）您希望产生某些效果，那么它们就会被启用。

它们只是默认不开启。

【讨论】：

【解决方案3】：

在 Haskell 中，您永远不会真正执行任何操作。您只需通过组合 IO 操作来构建您希望执行的操作的描述，然后将该描述分配给 main。然后编译器将它在主变量中找到的任何程序描述转换为可执行代码。

我建议您阅读此introduction to Haskell IO 我写的内容更详细。

但是，这仅说明了我们如何组合 IO 操作，而不是我们如何引入新操作。 Haskell 有两种方式来添加新的 IO 动作：

编译器内置
外部函数接口 (FFI)

那么 IO monad 所做的就是将这些原始 IO 动作组合成更大的 IO 动作。

【讨论】：

【解决方案4】：

是的，Haskell 中所有必要的东西都是在 monad 的帮助下编写的。 Monad 是允许 Haskell 既纯粹又适用于编写执行实际 I/O 的实用程序的一般思想。

我推荐阅读 Simon Peyton Jones 的著名论文 "Tackling the Awkward Squad"，其中解释了如何使用 IO monad 以纯函数式语言进行实际编程。

【讨论】：