Monadsはどのようなプログラミング上の問題を解決しますか？[閉まっている]

私はモナドがどのように、何であるかを説明記事をたくさん読んだunitし、bindそれは目がいくつかのつまり完全に無視して、出血との奇妙なアナロジーに触れます（少なくとも私にとっては）それらのいくつかは、抽象ので圏論にまっすぐ急落仕事を、ブリトー、ボックスなど。

数週間の研究と多くの揚げたニューロンの後、（私は思う）モナドがどのように機能するかを理解しています。しかし、私の理解を逸するものがまだ1つあります。実際に触れている投稿はほとんどありません（IOと状態を除く）。

どうして？

モナドが重要なのはなぜですか？なぜそんなに重要なのですか？彼らが解決している問題は何ですか？これらの問題はMonadsでのみ解決できますか、それとも他の方法がありますか？

モナドは何も解決する必要はありません。彼らは特定のものをより単純にします。モナドを説明するとき、多くの人があまりにも抽象的で理論的になりすぎます。ほとんどの場合、モナドはプログラミングで繰り返し登場するパターンです。そのパターンを認識することで、コードを単純化し、特定の機能を再実装することを回避できます。

Haskellでは、具体的な観点から、モナドが有効にする最も目に見えるものはdo notationです。 Haskellや他の言語のリスト内包表記もモナドを大いに活用します。Control.Monadのようなライブラリを作成することもできます。

これらはすべて便利な単純化を提供し、1つのモナドに対して実装すると、すべてのモナドに対して自動的に取得されます。これが、コードの再利用が他のパラダイムよりも関数型プログラミングにとって非常に簡単な理由の1つです。

特定のモナドを見て、どのモナドが解決するかを見ると理解しやすくなります。たとえば、Haskellの場合：

• IO：IOを型システムで表すことができるため、IOを実行する関数から純粋な関数を明確に分離できます。

• リスト：リストの理解と非決定的な計算を行うことができます。

• たぶん：nullのより良い代替手段であり、C＃のnull合体演算子に匹敵するものをサポートしています。

• Parsec：パーサーを作成するための便利なDSL。

したがって、個々のモナドはすべて非常に有用であるため、個々のモナドの理論的根拠を見るのは簡単です（願っています）。しかし、彼らが解決する問題もまったく異なっており、一見すると、それらはすべてチェーン操作のロジックに関連していることを除いて、あまり共通しているようには見えません。モナドは、このようなさまざまなツールを構築できるため便利です。

上記の例はモナドなしで実装できますか？確かにアドホックな方法で実装できますが、言語にモナドを組み込むことで、doすべてのモナドで機能する-notationのような直接言語サポートが可能になります。

それは混乱になることの一つは、そのような「人気」の機能であるbindと<*>指向実践しています。しかし、概念を理解するには、最初に他の機能を見るほうが簡単です。モナドは、他の関連する概念と比較して少し誇張されているため、際立っていることにも注意する価値があります。そこで、代わりにファンクターから始めます。

ファンクターは関数を提供します（Haskell表記）fmap :: (Functor f) => (a -> b) -> f a -> f b。つまりf、関数を持ち上げることができるコンテキストがあります。あなたが想像できるように、ほとんど何でもファンクターです。リスト、多分、いずれか、関数、I / O、タプル、パーサー...それぞれが値を表示できるコンテキストを表します。そのため、を使用するfmapか、インラインバリアントを使用して、ほぼすべてのコンテキストで機能する非常に汎用性の高い関数を作成できます<$>。

コンテキストで他にやりたいことは何ですか？2つのコンテキストを組み合わせることができます。したがってzip :: [a] -> [b] -> [(a,b)]、たとえば次のような一般化を取得することができますpair :: (Monoidal f) => f a -> f b -> f (a,b)。

しかし実際にはさらに便利なので、Haskellライブラリは代わりにを提供しますApplicative。これはFunctorand MonoidalとAndの組み合わせであり、Unit実際にコンテキストの「内部」に値を置くことができることを追加するだけですunit。

作業中のコンテキストに関するこれら3つのことを述べるだけで、非常に汎用的な関数を作成できます。

Monadあなたはその上に述べることができるもう一つのことです。私が前に言及しなかったことは、2つのコンテキストを結合する2つの方法がすでにあるということです：pairそれらだけでなく、スタックすることもできます。例えば、リストのリストを持つことができます。I / Oコンテキストでの例は、ファイルから他のI / Oアクションを読み取ることができるI / Oアクションです。したがって、typeがありFilePath -> IO (IO a)ます。実行可能な関数を取得するために、そのスタックをどのように取り除くことができますIO aか？そこでMonads joinが登場し、同じタイプの2つのスタックされたコンテキストを組み合わせることができます。同じことはパーサーにも当てはまるかもしれません。たぶんbind、より実用的な方法です。join

したがって、モナドコンテキストは4つのものを提供するだけでよく、I / O、パーサー、障害などのために開発されたほぼすべての機械で使用できます。

Monadsを使用すると、コードを簡素化するだけでなく、さまざまな非純粋な計算を表現できます

• ステートフル計算（モナド経由で状態を取得/設定）
• I / O（ロギング、UI、ファイル、またはXのリストの作成/消費のみ）
• また、「非線形」制御フロー（例外、多分など）

そして、重要なことは、純粋な言語構成に妥協することなく、よりクリーンな言語を取得することです