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我才开始学习 Haskell。我读过它是一种纯函数式语言，其中的所有内容都是不可变的。因此，诸如输入输出、写入和读取数据库之类的事情会导致状态的可变性。我知道 Haskell 中有一个叫做 monads 的东西，它允许在 Haskell 中使用命令式特性，例如IO Monad. 但我很有趣的是，Haskell 中所有必要的事情都是在 monad 的帮助下实现的吗？在 HackageDB 上有很多包可以处理 3d 图形、数据库、解析 HTML、编写 Web 服务器等等。

这一切背后的总体思路是什么？是什么让 Haskell 保持纯粹并同时适用于编写所有这些？我希望有人会为我澄清这一点。提前致谢！

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我通过下面的类比来理解这些东西，我将用 JavaScript 来表达。

如何表达一个有副作用的计算？

1.一个函数

这显然是首先想到的：

var launchRockets = function () {
  prepareRockets( queryDBForPreparationParameters() )
  launchAllPreparedRockets()
  outputResults()
}

你可以看到一个有效的函数调用了一堆其他有效的函数，这些函数本身可以产生未知的效果以及随之而来的所有后果。

2. 使用说明

表达这一点的另一种方式是编写一组指令，描述这些有效的计算，以便稍后执行某些函数。（曾经编写过 SQL 查询吗？）

var launchRocketsInstructions = [
  {
    description: "Prepare rockets",
    parameters: {
      description: "Query a DB for preparation parameters"
    }
  },
  {
    description: "Launch all prepared rockets"
  },
  {
    description: "Output results"
  }
]

那么我们在第二个例子中看到了什么？我们看到一个不可变的数据树来描述计算而不是立即执行它。这里没有副作用，为了组成这个数据树，我们当然可以使用纯函数。这就是 Haskell 中副作用的本质所在。该语言提供的所有基础设施：monads、the IO、do-notation - 这些只是工具和抽象，简化了您编写单个指令树的任务。

当然，要真正执行这些指令，最终将不得不逃入副作用的狂野世界。在 JavaScript 的情况下，它类似于execute(launchRocketsInstructions)，在 Haskell 的情况下，它是运行时执行您使用主模块的功能生成的指令树的根main，它成为您程序的单一入口点。因此，Haskell 的副作用实际上发生在语言范围之外，这就是为什么它是纯粹的。

于 2013-04-05T14:13:40.970 回答
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我读过它是一种纯函数式语言，其中的所有内容都是不可变的。

Haskell 只是纯粹的/默认情况下/。如果您向编译器声明（通过一元类型）您希望具有某些效果，那么它们将被启用。

它们只是默认情况下不启用。

于 2013-04-05T13:25:31.480 回答
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在 Haskell 中，你永远不会真正执行任何事情。您只需通过组合 IO 操作来构建您希望执行的操作的描述，然后将该描述分配给 main。然后编译器将它在主变量中找到的任何程序描述转换为可执行代码。

我建议你阅读这篇我写的 Haskell IO 介绍，它更详细地说明了事情。

但是，这仅说明了我们如何组合 IO 操作，而不是我们如何引入新操作。Haskell 有两种方式来添加新的 IO 动作：

  • 编译器内置
  • 外部函数接口 (FFI)

然后 IO monad 所做的就是将这些原始 IO 动作组合成更大的 IO 动作。

于 2013-04-05T16:22:20.410 回答
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是的，Haskell 中所有必要的东西都是在 monad 的帮助下编写的。Monads 是允许 Haskell 既纯粹又适用于编写实际 I/O 的实用程序的一般思想。

我建议阅读 Simon Peyton Jones 的著名论文“Tackling the Awkward Squad”，它解释了如何使用 IO monad 以纯函数式语言进行实际编程。

于 2013-04-05T19:41:37.373 回答