将我们的parser转换成Monad

Posted 2020-07-31 哨兵

     还记得我们上一篇delegate类型的parser吗 ，在开始本篇之前，强烈建议你复习一下这个parser定义 

public delegate Maybe<Tuple<T,string>>Parser<T>(string input)

    还记得我们组合这些parser的不易吗？现在我们采用新的方式将parser转换为Monad, 我们已经知道了如何将泛型类和泛型接口转换成Monad, 同样的也可以将委托转换成Monad

    首先我们实现一个ToParser方法， 它相当简单，只返回一个不消耗任何输入字符串的parser

public static Parser<T>ToParser(this T value)
{
return input=>new Just<Tuple<T,string>>(Tuple.Create(value,input))
}

接下来我们需要一个Bind方法, 回想下Bind方法的签名，记住所有的Monad Bind方法签名时一样的

public static Parser<B> Bind<A,B> (this Parser<A>a, Func<A,Parser<B>>func)()

现在我们一步步实现Bind,首先看下返回类型 Parser<B>.记住Parser<B>是一个参数为string 返回类型为Maybe<Tuple<B,string>>的函数，所以我们需要为这个函数返回一个lambda表达式

public static Parser<B>Bind<A,B>(this Parser<A> a, Func<A,Parser<B>func>)
{
input=>
{

//......
}
}

这个lambda需要返回Maybe<Tuple<B,string>>, 我们可以通过调用func返回返回Parser<B>,然后调用Parser<B>返回它:

public static Parser<B>Bind<A,B>(this Parser<A>a, Func<A,Parser<B>>func)
{
return input=>
{
var bparser=func(???);

return bparser(???);
};
}

我们需要一个参数A调用func, 我们可以调用a得到它的返回值，然后从中取出A来:

public static Parser<B> Bind<A,B>(this Parser<A>a, Func<A,Parser<B>>func)
{
 return input=>
{

 var aMaybe=a(input);

 var aResult=aMaybe as Just<Tuple<A,string>>;

 //short circuit if parse fails

if(aResult == null) return new Nothing<Tuple<B,string>>();

var aValue=aResult.Value.Item1;

var bParser=func(aValue);

return bParser(???);
}
}

注意我们短路了解析过程，如果有一个parser失败，这意味着任何解析器组合都会返回Nothing，如果其中一个解析器不能解析它的输入.

最后我们需要一个string 作为bParser的输入，这个值可以从parser a的返回结果里得到:

public static Parser<B> Bind<A,B>(this Parser<A>a, Func<A,Parser<B>>func)
{
  return input=>
{
  var aMaybe=a(input);

 var aResult=aMaybe as Just<Tuple<A,string>>;

 //short circuit if parse fails

if(aResult == null) return new Nothing<Tuple<B,string>>();

var aValue=aResult.Value.Item1;

var sString=aResult.Value.Item2;

var bParser=func(aValue);

return bParser(sString);
}
}

我们已经创建了一个Monad parser,为了使用linq的语法，我们需要实现SelectMany ,

现在我们可以只用下面三行代码来实现我们的Hello World parser.

public static Parser<C>SelectMany<A,B,C>(this Parser<A>a, Func<A,Parser<B>>func, Func<A,B,C>select)
{
a.Bind(aval=>func(aval).Bind(bval=>select(aval,bval).ToParser()));
}

var helloWorldParser=from hello in "Hello".Find()

                                    from world in "World".Find()

                                    select new (Hello=hello, World=world);

var result=helloWorldParser("HelloWorld");

Console.WriteLine(result.AsString(x=>x.Hello));

Console.WriteLine(result.AsString(x=>x.World));

//outputs

//Hello

//World

这个实现充满美感，希望你能开始了解怎样用Monad 创建复杂的逻辑,如果你想深入了解Monad parser, Nicholas Blumhardt实现的project Sprache可供参考: https://github.com/sprache/Sprache

其他Monad资源参考:

https://github.com/phenixyu/csharp-monad