c++ - std::unique_ptr 可以被视为 monad 吗？

Question

我目前正在努力研究 monad。不幸的是，大多数关于该主题的文章都使用了 Haskell 而没有正确解释符号。然而，由于我主要使用 C++ 编程，所以我想在不学习新的编程语言的情况下理解 monads...

根据我在网上收集到的信息，一个 monad M是类型 T 的类型构造函数，它至少提供了以下操作:

• 构建类型的实际方法 T
• 将任意类型转换为 T 的转换器(显然在 Haskell 中称为 return)
• 用于应用存储在 T 中的值的组合器到函数 f (显然在 Haskell 中称为 bind)

将这些标准应用于 C++，在我看来 std::unique_ptr可以被认为是一个单子(monad)。这是真的吗？

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我的推理如下:

std::unique_ptr模板用于构造实际类型 std::unique_ptr<T> ，因此:

• 类型构造函数是 std::unique_ptr<T>{}或 std::make_unique<T>()
• 再次，转换器将是构造函数或 std::make_unique (有论据...)
• 组合子可以是 std::bind(func, pointer.get()) , std::bind(func, *pointer)或等效的 lambda

您是否同意，或者调用operator*()/.get()对于组合器取消资格 std::unique_ptr从成为 monad？

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我明白了，使用 std::unique_ptr作为 monad 可能没有意义，因为它带有所有者语义。我只想知道它是否是一个。

Answer 1

Applying these criteria to C++, it seems to me that std::unique_ptr could be considered a monad. Is this true?

您的定义缺少 monad 法则，但我们可以看到 std::unique_ptr(加上它是 bind 和 return/unit) 服从它们。

给定

template <typename T>
std::unique_ptr<T> unit(T t) { return std::make_unique<T>(t); }

template <typename T, typename U, typename F = std::function<std::unique_ptr<U>(T)>>
std::unique_ptr<U> bind(std::unique_ptr<T> ptr, F f) { return ptr ? f(*ptr) : nullptr; }

和表达式等价的概念 (≡)，即“这两个表达式产生相同的值”

我们需要

• 左恒等式:bind(unit(a), f) ≡ f(a)
• 正确的身份:bind(m, unit) ≡ m
• 关联性:bind(bind(m, f), g) ≡ bind(m, [](auto x){ 返回绑定(bind)(f(x)，g)； })

I get, that using std::unique_ptr as a monad might not make sense because it carries owner semantic. I would just like to know, if it is one.

Monad 是应用语义的东西，例如 unique_ptr 的所有权，或 vector 的多重性，或 future 的异步性。 C++ 中有很多东西是单子(monad)，但是(正如@NicolBolas 指出的那样)在单子(monad)结构上运行的东西并不多。