haskell - 来自 Writer 和 State monad 的 GHC 8.0.1 错误

Question

我对 Haskell 比较陌生，并尝试使用单子(monad)组合移植 Kernighan 和 Ritchie 中演示的 UNIX wc 程序，如 The Essence of the Iterator Pattern 所示。作者:杰里米·吉本斯 (Jeremy Gibbons) 和布鲁诺·C. d. S. Oliveira，编译时遇到一些麻烦。这是我的代码:

import Control.Monad.Writer
import Control.Monad.State
import Data.Char

test :: Bool -> Integer
test b = if b then 1 else 0

ccmBody :: Char -> Writer Integer Char
ccmBody c = do
  tell 1
  return c

ccm :: String -> Writer Integer String
ccm = mapM ccmBody

lcmBody :: Char -> Writer Integer Char
lcmBody c = do
  tell(test(c == '\n'))
  return c

lcm' :: String -> Writer Integer String
lcm' = mapM lcmBody

wcmBody :: Char -> State (Integer, Bool) Char
wcmBody c = let s = not (isSpace c) in do
              (n,w) <- get
              put (n + test(not (w || s)), s)
              return c

wcm :: String -> State (Integer, Bool) String
wcm = mapM wcmBody

clwcm = ccm >=> lcm' >=> wcm

编译器错误:

wordcount.hs:10:3: error: …
    • No instance for (Monoid Integer) arising from a do statement
    • In a stmt of a 'do' block: tell 1
       In the expression:
        do { tell 1;
             return c }
      In an equation for ‘ccmBody’:
          ccmBody c
            = do { tell 1;
                   return c }
wordcount.hs:33:26: error: …
    • Couldn't match type ‘StateT
                             (Integer, Bool) Data.Functor.Identity.Identity’
                     with ‘WriterT Integer Data.Functor.Identity.Identity’
      Expected type: String
                     -> WriterT Integer Data.Functor.Identity.Identity String
        Actual type: String -> State (Integer, Bool) String
    • In the second argument of ‘(>=>)’, namely ‘wcm’
      In the second argument of ‘(>=>)’, namely ‘lcm' >=> wcm’
      In the expression: ccm >=> lcm' >=> wcm
Compilation failed.

无论哪种情况，我都无法理解我在这里做错了什么。任何帮助将不胜感激。谢谢!

Answer 1

要使 Writer monad 正常工作，您正在编写的对象必须是 Monoid 的实例。 tell 使用 mappend 将其参数添加到运行日志中。

但是，对于整数，Monoid 实例至少有两个不错的选择。其中之一是加法，以0为单位元素:

instance Monoid Int where
    mempty = 0
    mappend = (+)

另一个是与1相乘:

instance Monoid Int where
    mempty = 1
    mappend = (*)

Haskell 设计者应该如何在这两个选项之间进行选择？它们同样有效，并且在不同情况下都有用。最后，他们决定不表达意见，让 Int 没有自己的 Monoid 实例，而是提供两个 newtype 来允许您选择您想要的实例。

newtype Sum n = Sum { getSum :: n }
instance Num n => Monoid (Sum n) where
    mempty = Sum 0
    Sum x `mappend` Sum y = Sum (x + y)

newtype Product n = Product { getProduct :: n }
instance Num n => Monoid (Product n) where
    mempty = Product 1
    Product x `mappend` Product y = Product (x * y)

找到这两个newtype in the Data.Monoid module 。我猜在你的情况下，你想将 Writer monad 中的数字相加，所以你需要做的就是将所有类型签名从 Writer Integer 更改为Writer(整数求和)。

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另一种类型错误是 GHC 告诉您无法将 Writer 操作与 State 操作组合起来。您有 wcm::State (Integer, Bool) String 和 ccm::Writer Integer String。快速阅读您的代码，看起来您只使用状态的 Integer 组件来添加内容(我猜它应该与 一起参与运行总计) >Writer 位？)，所以我会考虑使用 State 的 monad Transformer 版本:

wcm :: StateT Bool (Writer Integer) String

然后使用lift将普通的旧Writer Integer monad带入StateT丰富的上下文中。

如果您还不习惯 monad 转换器，另一个选择是将所有内容写入 State (Integer, Bool) monad。