《哈斯克尔与普里蒂》中的单曲

问题描述

我的问题是，Haskell中的单体是否真的保持了Haskell的纯净，如果是的话，又是如何保持的。我经常读到关于副作用是如何不纯的，但有用的程序(例如I/O)需要副作用。在接下来的一句话中，哈斯克尔对此的解决方案是单体。然后，人们在某种程度上解释了单药，但并没有真正说明它们如何解决副作用问题。

我见过this和this，我对答案的解释实际上是我自己读到的--IO单元格的操作和操作不是I/O本身，而是在执行时执行I/O的对象。但是我想到，对于任何代码或任何编译后的可执行文件，都可以得出同样的结论。难道你不能说C++程序在执行编译后的代码时只产生副作用吗？所有的C++都在IO Monad中，所以C++是纯的？我怀疑这是真的，但我真的不知道它在哪方面不是真的。事实上，莫吉不是(sp？)最初使用单数对命令式程序的指称语义进行建模？

一些背景：我是Haskell和函数式编程的粉丝，我希望随着学习的继续，对两者都有更多的了解。例如，我理解引用透明度的好处。这个问题的动机是因为我是一名研究生，我将在一门编程语言课上做两个1小时的演讲，一个特别介绍Haskell，另一个一般地介绍函数式编程。我怀疑班上的大多数人不熟悉函数式编程，可能看过一些方案。我希望能够(合理地)清楚地解释单子是如何解决纯度问题的，而不是深入到范畴理论和单子的理论基础，因为我没有时间讨论这些问题，而且反正我也不完全理解自己--当然不够好地展示。

我想知道这个上下文中的纯度是不是定义得不是很清楚？

推荐答案

很难在这两个方向上得出结论，因为"纯"一词的定义不是特别明确。当然，某些使Haskell从根本上不同于其他语言，并且它与管理副作用和IO类型？密切相关，但不清楚确切地那个是什么。给出一个具体的定义以供参考，我们可以只检查它是否适用，但这并不容易：这样的定义要么不符合每个人的期望，要么过于宽泛而没有用。

与λ密切相关的基本语言-Caluclus-完全是关于前者的。您可以使用计算结果为1 + 1到2的表达式。这里没有副作用，不是因为它们被抑制或移除，而只是因为它们从一开始就没有意义。就像回溯搜索是Java模型的一部分(与Prolog相反)一样，它们也不是模型的一部分。

如果我们只是坚持使用这种基本语言，而不为IO添加任何功能，我认为将其称为"纯"是相当没有争议的。它仍将是有用的，也许，作为数学的替代品。您可以将您的程序编写为一个表达式，然后在REPL处获得计算该表达式的结果。只不过是一个花哨的计算器，没有人会指责你在计算器中使用的表达语言不纯正！

但是，当然，这太有限了。我们想要使用我们的语言来阅读文件和提供网页，绘制图片和控制机器人，并与用户互动。因此，问题是如何保留我们在计算表达式时喜欢的一切，同时扩展我们的语言来做我们想做的任何事情。

我们得出的答案？IO。一种特殊类型的表达，我们类似计算器的语言可以计算它，它对应于做一些有效的行动。重要的是，求值仍然像以前一样工作，甚至对IO中的内容也是如此。效果按照结果IO值指定的顺序执行，而不是基于它的求值方式。IO是我们用来在原本纯粹的表达式语言中引入和管理效果的工具。

我认为这足以使将Haskell描述为"纯粹的"有意义。

脚注

？请注意我是如何说IO而不是一般的Monad的：Monad的概念对于许多与输入和输出无关的事情都非常有用，并且IO类型必须多于仅仅Monad才是有用的。我觉得这两者在共同的话语中联系得太紧密了。

³大多数情况下，只要我们忽略生成随机数之类的事情。