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haskell - 如何使用适当的 IO monad 打印无限列表中的每个项目

问题描述

我有一个简单的整数定义，用一个无限列表完成：

nats = 0: map (+1) nats

我想制作一个打印每个元素的无限列表的版本。

我做到了Data.Trace (trace)

nats = 0: map (\x -> 1 + trace (show x) x) nats

但这有点作弊。使用 IO monad 正确执行此操作会更好。

IO [Int]我尝试使用以下代码使用无限类型的列表来做到这一点：

nats' = (fmap f nats') >>= mapM (\x -> do{print x; return x})
  where f l = 0:map (+1) l

类型签名有效，但是当我尝试使用 评估它时take 10 'nats，它会陷入无限递归而没有打印任何内容。

这段代码有什么问题，类型签名是否正确，解决这个问题的正确方法是什么？

编辑 ：

我有这个问题的一个变体，我想创建一个包含用户所有输入的无限列表。我怎样才能做到这一点？

标签： haskellprintingiolazy-evaluation

解决方案

IO monad 是严格的。当我们运行时，我们在绑定到一个值之前x <- ioAction完全执行ioAction并观察它的所有副作用。x因此， ifioAction是一个无限循环，它永远不会返回要绑定到的值x。

在您的情况下，代码具有以下形式

nats' = (fmap f nats') >>=  ...

这相当于

nats' = nats' >>= return . f >>= ...

因此，nats'将在执行之前递归return . f，导致无限循环并阻止任何输出。

如何使它真正起作用？

最惯用的 Haskell 方法是将副作用与实际计算分开：我们定义一个纯值

nats = 0 : map (+1) nats

我们打印出来

nats' = for_ nats print

请注意，上面使用for/ traverse/ mapM（而不是它们的_变体）几乎没有意义，因为列表是无限的，因此它永远不会返回值，而只会执行无限多次打印。

如果您真的想交错 IO 和计算，即使这通常不那么惯用，您也可以使用递归：

nats' = go 0
  where go l = print l >>= go (l+1)

如果你想尝试返回一个列表，即使这实际上永远不会发生，你可以使用这个：

nats' = go 0
  where go l = do 
           print l
           ls <- go (l+1)
           return (l:ls)

然而，这是不必要的复杂。

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