string - 如何在Haskell中解析IO字符串？

Question

我对Haskell有问题。我的文本文件如下所示:

5.
7. 
[(1,2,3),(4,5,6),(7,8,9),(10,11,12)].

我不知道如何从最后一行获得前两个数字(上面的2和7)和列表。每行末尾都有点。

我试图构建一个解析器，但名为“readFile”的函数返回名为IO String的Monad。我不知道如何从该类型的字符串中获取信息。

我更喜欢处理一系列字符。也许有一个函数可以将'IO String'转换为[Char]？

Answer 1

我认为您对Haskell的IO有基本的误解。特别是，您这样说:

Maybe there is a function which can convert from 'IO String' to [Char]?

不，没有，没有这样的功能是Haskell最重要的事情之一。

Haskell是一种非常有原则的语言。它试图在“纯”函数(没有任何副作用，并且在提供相同输入时始终返回相同结果)与“不纯”函数(例如从文件读取，打印的副作用)之间保持区别。到屏幕，写入磁盘等)。规则是:

您可以在任何地方使用纯函数(在其他纯函数或不纯函数中)

您只能在其他不纯函数中使用不纯函数。

将代码标记为纯或不纯的方式是使用类型系统。当您看到类似的功能签名时

digitToInt :: String -> Int

您知道此功能是纯函数。如果给它一个String，它将返回一个Int，而且如果给它一个相同的Int，它将始终返回相同的String。另一方面，像

getLine :: IO String

是不纯的，因为String的返回类型标记为IO。显然getLine(读取一行用户输入)将不会总是返回相同的String，因为它取决于用户键入的内容。您不能在纯代码中使用此函数，因为即使添加最小的杂质位也会污染纯代码。一旦输入IO，就永远无法返回。

您可以将IO视为包装器。当您看到特定的类型(例如x :: IO String)时，应将其解释为“x是一个 Action ，执行该 Action 时会执行任意I / O，然后返回类型为String的东西”(请注意，在Haskell中，String和[Char]是完全一样的东西)。

那么，您如何从IO操作中访问值？幸运的是，函数main的类型为IO ()(这是执行一些I / O并返回()的操作，这与不返回任何内容一样)。因此，您始终可以在IO中使用main函数。当您执行Haskell程序时，您正在执行的是main函数，该函数会导致程序定义中的所有I / O都被实际执行-例如，您可以从文件中读取和写入文件，要求用户输入信息，写入标准输出等

您可以考虑如下构造Haskell程序:

所有执行I / O的代码都将获得IO标记(基本上，您将其放在do块中)

不需要执行I / O的代码不需要在do块中-这些是“纯”函数。

您的main函数将您定义的I / O操作按顺序排列在一起，以使程序可以执行您想要的操作(穿插在任意位置的纯函数)。

运行main时，将导致所有这些I / O操作被执行。

那么，既然如此，您如何编写程序？好吧，功能

readFile :: FilePath -> IO String

读取一个文件作为String。因此，我们可以使用它来获取文件的内容。功能

lines:: String -> [String]

在换行符上分割一个String，所以现在您有了String的列表，每个列表对应于文件的一行。功能

init :: [a] -> [a]

从列表中删除最后一个元素(这将摆脱每行最后的.)。功能

read :: (Read a) => String -> a

接受String并将其转换为任意的Haskell数据类型，例如Int或Bool。明智地组合这些功能将为您提供程序。

请注意，只有在读取文件时才真正需要执行任何I / O。因此，这是程序中唯一需要使用IO标记的部分。程序的其余部分可以“完全”编写。

听起来您需要的是The IO Monad For People Who Simply Don't Care文章，它应该可以解释您的许多问题。不要为“monad”这个术语感到恐惧-您不需要了解编写Haskell程序的monad是什么(请注意，本段是我答案中唯一使用“monad”一词的段。现在已经使用了四次...)

这是(我认为)您要编写的程序

run :: IO (Int, Int, [(Int,Int,Int)])
run = do
  contents <- readFile "text.txt"   -- use '<-' here so that 'contents' is a String
  let [a,b,c] = lines contents      -- split on newlines
  let firstLine  = read (init a)    -- 'init' drops the trailing period
  let secondLine = read (init b)    
  let thirdLine  = read (init c)    -- this reads a list of Int-tuples
  return (firstLine, secondLine, thirdLine)

要回答有关将npfedwards应用于lines的输出的readFile text.txt注释，您需要意识到readFile text.txt给您提供了IO String，并且仅当您将其绑定(bind)到变量(使用contents <-)时，您才能访问基础String，以便您可以将lines应用于它。

请记住:一旦您输入IO，就永远不会返回。

1我故意忽略unsafePerformIO，因为顾名思义，它是非常不安全的!除非您真的知道自己在做什么，否则不要使用它。