Monad的重点

Posted 2020-07-31 哨兵

       Monad是非常强有力的概念，在介绍Monad是什么和如何工作的之前，我们应该先确认Monad能解决什么问题。Monad是各种编程问题的的 meta solution,它不是某种特定问题的解决方案，我们将通过一些例子来介绍Monad.

        Monad是使用amplified type组合函数的模式，ampified type可以看做是带一个泛型参数的泛型类型. IEnumerable<T>是个很好的例子。Monad可以去除丑陋和重复的代码，简化很多编程问题的处理。它是来自数学里的范畴论分支里的概念，最初被用在Haskell语言里

        通常编程时我们会操作值，值可以是简单的内置于语言的类型，比如,int,bool,string,或者是我们自己定义的复杂类型，比如Customer。这些值会被传递并做各种处理. 最理想的编程是编程语言可以让我们优美的表达我们的目的.

bool IsGreaterThanTen(int value)
{
    return value > 10;
}

我们可以很容易使用这个函数:

if(IsGreaterThanTen(x)
{
//do something
)

但是如果我们的函数会抛出 异常呢?

bool IsAFactorOfTwelve(int value)
{
if(value==0) throw new Exception("Can‘t divide by zero");

return (12 % value ) == 0;
}

现在我们必须使用样板式的 Try catch包裹它

try
{
if(IsAFactorOfTwelve(x))
{
//do something

}
catch(Exception e)
{
// handle the exception
}

如果我们的函数可以返回null呢 ？

string Trim(string value)
{
if(value==null) return null;

return value.Trim();
}

那么我们现在必须要要插入一些样板代码来检查是否是null

var trimmedValue=Trim(inputValue)
if(trimmedValue == null)
{
//so something different here
}

每次添加样板代码都会使模糊我们的代码功能，使我们的代码难写难读，而且更容易产生bug。样板式代码与我们的代码功能并不相关，它可能是try-catch块，null检查, 重复，或者其他使我们违反DRY原则的代码

       这里有一个更有启迪性的例子。 怎样处理list或者collection呢(如果不使用Linq和相关的扩展方法)，任何时候访问List和Collection里的值都需要加一个foreach循环, 这更加样板

foreach(var member in Range(5,10))
{
//do something with the number
}

        IEnumberable<int>是泛型类型，我们也可以认为它是amplified type. 它表示整数的结合而不是单一整数。 我们也可以用amplified type表示其他东西。在上面的Trim例子里我们可以返回一个Nullable<string>(假定Nullable可以用于引用类型), 我们其实增强(amplify)string为一个既可以是string又可以是null的类型。在C#里对于引用类型这种增强是隐式的，如果可以支持直接返回Nullablle的引用类型会更好。

        我们也可以想象让IsAFactOfTwelve函数返回一个IMightThrowAnException<bool>，这样会让代码的意图更明确, 它返回一个增强的bool，既可以是bool也可以是一个异常. 当然C#的函数都有一个隐式的Exception返回类型。如果函数签名能告诉我们它可能返回的异常会更好。

        Monad使我们可以处理这些amplified type，允许我们去掉样板代码. 它可以帮助我们写声明式的程序，解决程序员的核心问题，控制复杂度，从而使我们的代码更清晰.