haskell - 将两个 "Maybe"单子(monad)中的值相乘？

Question

我目前正在尝试学习 Haskell，遇到了一个关于 Maybe 的奇怪问题。我似乎无法弄清楚的单子(monad)。

作为一个实验，我目前正在尝试获取一个字符串，将每个字母转换为任意数字，然后将它们相乘/组合在一起。这是我到目前为止所拥有的:

lookupTable :: [(Char, Int)]
lookupTable = [('A', 1), ('B', 4), ('C', -6)]

strToInts :: String -> [Maybe Int]
strToInts = map lookupChar
    where 
        lookupChar :: Char -> Maybe Int
        lookupChar c = lookup c lookupTable

-- Currently fails
test :: (Num n, Ord n) => [Maybe n] -> [Maybe n]
test seq = [ x * y | (x, y) <- zip seq $ tail seq, x < y ]

main :: IO ()
main = do
    putStrLn $ show $ test $ strToInts "ABC"

当我尝试运行它时，它返回以下错误:

test.hs:13:16:
    Could not deduce (Num (Maybe n)) arising from a use of `*'
    from the context (Num n, Ord n)
      bound by the type signature for
                 test :: (Num n, Ord n) => [Maybe n] -> [Maybe n]
      at test.hs:12:9-48
    Possible fix: add an instance declaration for (Num (Maybe n))
    In the expression: x * y
    In the expression: [x * y | (x, y) <- zip seq $ tail seq]
    In an equation for `test':
        test seq = [x * y | (x, y) <- zip seq $ tail seq]

我不是 100% 确定为什么会发生这个错误，或者它到底意味着什么，尽管我怀疑这可能是因为我试图将两个 Maybe 相乘monads -- 如果我改变 test 的定义以下，程序编译并运行良好:

test :: (Num n, Ord n) => [Maybe n] -> [Maybe n]
test seq = [ x | (x, y) <- zip seq $ tail seq, x < y ]

我也尝试将类型声明更改为以下内容，但这也不起作用。

test :: (Num n, Ord n) => [Maybe n] -> [Num (Maybe n)]

我不确定如何解决此错误。我对 Haskell 还很陌生，所以我可能只是缺少一些非常简单的东西，或者我的结构完全错误，但这让我很困惑。我究竟做错了什么？

Answer 1

Maybe 没有 num 实例，因此您不能将它们直接相乘。您需要以某种方式将纯函数应用于上下文中的值。这正是应用仿函数的用途!

应用仿函数存在于 Control.Applicative 中:

import Control.Applicative

所以你有这个函数，你想将它应用于上下文中的 2 个参数:

(*) :: Num a => a -> a -> a

您可能了解了 fmap，它接受一个函数并将其应用于上下文中的一个值。 <$>是 fmap 的别名。当我们将纯函数映射到可能的值上时，我们得到以下结果:

(*) <$> Just 5 :: Num a => Maybe (a -> a)

所以现在我们可能有一个函数，我们需要将它应用到一个值上，这正是 applicative functor 所做的。它的主要运营商是<*>其中有签名:

(<*>) :: f (a -> b) -> f a -> f b

当我们专门化它时，我们得到了我们需要的功能:

(<*>) :: Maybe (a -> b) -> Maybe a -> Maybe b

我们应用它，输出是您期望的数字。

(*) <$> Just 5 <*> Just 5 :: Num a => Maybe a

因此，要编译您的代码，您需要更改您的测试函数以使用 <$>和 <*> ，看看你能不能弄清楚如何。