haskell - IO monad 在什么意义上是特殊的(如果有的话)？

Question

在深入研究 monad 之后，我了解到它们是一个通用概念，允许在某些上下文(失败、非确定性、状态等)内链接计算，并且它们背后没有魔法。

即使不是魔法，但 IO monad 仍然感觉很特别。

你不能像使用其他 monad 一样逃避 IO monad

IO 操作只能由 main 运行功能

IO 始终位于 monad 转换器链的底部

IO monad 的实现不清楚，源代码显示了一些 Haskell 内部

以上几点的原因是什么？是什么让 IO 如此特别？

更新 :在纯代码评估顺序中并不重要。但是在做 IO 时确实很重要(我们想在阅读之前保存客户)。据我了解，IO monad 为我们提供了这样的排序保证。它是一般 monad 的属性还是 IO monad 特有的属性？

Answer 1

you cannot escape IO monad like you can with other monads

我不确定你所说的“逃跑”是什么意思。如果你的意思是，以某种方式解开一元值的内部表示(例如列表 -> 单元格序列)——这是一个实现细节。其实可以定义an IO emulation in pure Haskell – 基本上只是一个 State通过大量全局可用的数据。这将具有 IO 的所有语义。 ，但没有实际与现实世界交互，只是对其进行模拟。

如果您的意思是，您可以从 monad 中“提取值”——不，这通常是不可能的，即使对于大多数纯 haskell monad 也是如此。例如，您不能从 Maybe a 中提取值。 (可以是 Nothing )或 Reader b a (如果 b 无人居住怎么办？)

IO action can only be run by the main function

嗯，从某种意义上说，一切都只能由main 运行。功能。未以某种方式从 main 调用的代码只会坐在那里，您可以将其替换为 undefined没有改变任何东西。

IO is always at the bottom of a monad transformers chain

是的，但对于例如，情况也是如此。 ST .

Implementation of IO monad is unclear and source code shows some Haskell internals

再说一遍:实现只是一个实现细节。 IO 的复杂性实现实际上与高度优化有很大关系；对于专门的纯单子(monad)也是如此(例如 attoparsec )。

As I already said )，更简单的实现是可能的，但它们不会像成熟的优化现实世界 IO 那样有用类型。

幸运的是，实现并不需要真正打扰您。 IO的内部可能不清楚，但外部，实际的单子(monad)接口(interface)，非常简单。

in pure code evaluation order doesn't matter

首先——评估顺序在纯代码中很重要!

Prelude> take 10 $ foldr (\h t -> h `seq` (h:t)) [] [0..]
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
Prelude> take 10 $ foldr (\h t -> t `seq` (h:t)) [] [0..]
^CInterrupted.

但实际上，由于纯代码评估顺序错误，您永远不会得到错误的非⊥结果。这实际上不适用于重新排序一元 Action (IO 或其他)，因为更改序列顺序会更改结果 Action 的实际结构，而不仅仅是运行时将用于构造此结构的评估顺序。

例如(列表单子(monad)):

Prelude> [1,2,3] >>= \e -> [10,20,30] >>= \z -> [e+z]
[11,21,31,12,22,32,13,23,33]
Prelude> [10,20,30] >>= \z -> [1,2,3] >>= \e -> [e+z]
[11,12,13,21,22,23,31,32,33]

说了这么多，当然IO非常特别，确实我认为有些人不愿称它为 monad(对于 IO 履行 monad 法则的实际含义有点不清楚)。特别是，惰性 IO 是一个巨大的麻烦制造者(最好始终避免)。