[haskell] monods

最近在看 “all about monods”, 其中第一章举了一个例子，用以说明monod的引入是非常合乎常理的，一点都不让人惊讶，它的例子是这样的：

假设有一个data type名叫Sheep，现在有一个需求是求Sheep的父亲，我们很快就把函数写出来了：

father :: Sheep –> Sheep
father sheep = sheep的老爸

函数写完了，很高兴，可以拿给QA测试了。第二天QA就怒气冲冲的跑过来说：过不了单元测试！father 多利羊 = 多利羊的老爸，你丫到底上过高中没啊，多利羊是克隆的！你看，纯函数式语言在real world里总是这么尴尬，例外情况太多，一个输入对应一个确定的输出实在很难做到。抱怨是没有用的，老老实实改代码吧。这回我们把father函数的返回值改成Maybe Sheep：

father:: Sheep –> Maybe Sheep
father cloneSheep = Nothing
father other = Just other的老爸

得，函数终于工作了。但是好事多磨，新的需求又来了，他们想要一个求爷爷的函数！马上写出来

grandFather :: Sheep –> Maybe Sheep
grandFather sheep = case (father sheep) of 
     Nothing -> Nothing
     Just papa -> case papa of 
          Nothing -> Nothing
          Just sheep -> father sheep

已经有些不安了对吧，这才到爷爷呢，就两层缩进了，可以预料到的曾祖父需求将会有三层缩进，高祖父需求将有四层缩进，倘若哪天你想知道这只羊在唐朝时的祖先是谁，写个函数？好吧，祝你好运。

我们都知道代码不是这么写的，无论如何你得把某些东西抽象出来。上面的father函数和grandFather函数的问题在于，它们没把Nothing和Just sheep这个细节包圆了，信息一旦泄露出来，想控制它就难了，所以我们得改代码。

先观察上面的grandFather函数，倘若father函数可以接收sheep，也可以接收Nothing，那么在获得Just papa后要处理的那两个case分支就可以合并成一个了，比如我们这样修改：

father :: Maybe Sheep -> Maybe Sheep
father Nothing -> Nothing
father Just clone -> Nothing
father Just other -> other的老爸

我们的爷爷函数就可以改成：

grandFather :: Maybe Sheep -> Maybe Sheep
grandFather m = father $ father m

然后事情就好办多了，曾祖父就是father $ father $ father m， 高祖父就是father $ father $ father $ father m，你就可劲加$吧，总能追溯到唐朝祖先的。然而如前面所讲，real world是如此的恶心，以至于总能在你的代码找到瑕疵，比如我们把父系的问题解决了，那母系呢？你想找羊的舅舅呢？羊的表弟呢？你得写mother函数，brother函数，sister函数，等等一系列，每一个都得跟father函数一样，老老实实区分 Nothing, Just clone 和 Just other。你知道。。。我们不能这么写代码。这里的问题是，我们虽然把区分Nothing和Just m的工作被隐藏在father函数里面了，但这个隐藏的逻辑不能被复用，我们应该把这个区分的逻辑给提出来，好让大家都来用。

我们应该把father函数拆成两个，一个是单纯的求关系的函数，一个是过滤函数，求关系的函数不需要区分输入参数是什么，它就认定输入的不是Nothing，也不是多利羊，它肯定是普通的羊，比喜羊羊还普通。当然，它的输出值还是不确定的，这没办法。

father :: Sheep -> Maybe Sheep
father m = m的父亲

然后再造一个comb函数，用以过滤结果，这个函数需要考虑各种情况，所以它的输入值和输出值都是Maybe Sheep。它还要负责保护father，sister等函数不要让它被例外情况crash掉，所以求关系的函数也要当做参数传入。

comb :: Maybe a -> ( a-> Maybe b) -> Maybe b
comb Nothing _     -> Nothing
comb (Just clone) _ -> Nothing
comb (Just other) f -> f other

第一个参数是羊，第二个参数是求关系的函数，比如father，sister等。改完后求祖父的函数就变成

grandFather :: Sheep –> Maybe Sheep
grandFather m = ( Just m ) ` comb` father `comb` father

如果要求外公，那么加一个类似father的mother函数，如法炮制即可，所以的例外情况都可以不考虑，因为comb函数已经帮我们考虑了。

写到这一步，我们已经不知不觉把monad引进来了，comb函数其实就是 >>= 函数，再加上return函数和 >>函数，它就正式晋升为monad了。所谓的monad，其实跟设计模式有异曲同工之妙，它规定了一些范式，你要是照着这范式写代码，将给你自己节省很多时间。跟设计模式一样，monad也不是强制性的，它只是一个建议。不过如果你写的是IO代码，不遵循monad只会是自找麻烦，那么多的例外情况，每个函数写一遍？拜托~~~

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以上就是我对monad的理解，"All about Monads" 里comb函数的引入太唐突了，让我困惑了一阵子，在询问haskell-cafe里的热心人之后总算醒悟，社区果然是个好东西