scala - 在功能域设计中使用 Free Monad

问题描述

我对函数式编程很陌生。但是，我阅读了有关 Free Monad 的信息，并且正在尝试在玩具项目中使用它。在这个项目中，我对股票的投资组合域进行建模。正如许多书籍中所建议的那样，我为定义了 PortfolioService一个代数，为PortfolioRepository.

我想在PortfolioRepository代数和解释器的定义中使用 Free monad。目前，我没有PortfolioService根据 Free monad 来定义代数。

但是，如果我这样做，在解释器中，由于使用的单子不同PortfolioService，我不能使用的代数。PortfolioRepository例如，我不能使用 monads Either[List[String], Portfolio]，并且Free[PortfolioRepoF, Portfolio]在同一个for-comprehension 中使用:(

我怀疑如果我开始使用 Free monad 对代数建模，那么所有其他需要与之组合的代数都必须根据 Free monad 来定义。

这是真的吗？

我正在使用 Scala 和 Cats 2.2.0。

标签： scalafunctional-programmingscala-catsfree-monad

99% 的时间 Free monad 可以与 Tagless final 互换：

Free[S, *]您可以作为您的Monad实例传递
你可以.foldMap Free[S, A]使用S ~> F映射Monad[F]到 intoF[A]

唯一的区别是您何时解释：

tagless 立即解释，因此它要求您为您的传递类型类实例F，但由于F是类型参数，它给人的印象是它被推迟了 - 因为它推迟了选择类型的时刻
free monad 可以让你立即创建值，而不依赖于类型类，你可以将它们存储为vals in objects，不依赖于类型类。您支付的价格是中间表示，一旦您能够解释为有用的结果，您最终想要丢弃它。另一方面，它缺少 tagless 将您的操作限制在某些代数上的能力（例如 only Functor、 onlyApplicative等以更好地控制依赖项中的效果）。

如今，事情朝着无标签决赛的方向发展。Free monad 在内部用于 IO monad 实现（Cats Effect IO、Monix Task、ZIO）和例如 Doobie（尽管我听说 Doobie 的作者正在考虑将其重写为无标记，或者至少后悔没有使用无标记？）。

如果你想学习如何在建模中使用它，有一本 Gabriel Volpe 的书 - Scala 中的 Practical FP使用无标签最终以及我自己的使用 Cats、FS2、Tapir、无标签等的小项目，可以展示一些想法。

如果您打算使用免费，那么，有一些挑战：

sealed trait DomainA[A] extends Product with Serializable
object DomainA {
  case class Service1(input1: X, input2: Y) extends DomainA[Z]
  // ...

  def service1(input1: X, input2: Y): Free[DomainA, Z] =
    Free.liftF(Service1(input1, input2))
}

val interpreterA: DomainA ~> IO = ...

您使用,等Free[DomainA, *]组合它，用 . 解释它。.map.flatMapinterpretA

然后你添加另一个域，DomainB. 乐趣开始了：

你不能只是组合在一起Free[DomainA, *]，Free[DomainB, *]因为它们是不同的类型，你需要对齐它们才能做到这一点！

因此，您必须将所有代数合二为一：

type BusinessLogic[A] = EitherK[DomainA, DomainB, A]
implicit val injA: InjectK[DomainA, BusinessLogic] = ...
implicit val injB: InjectK[DomainB, BusinessLogic] = ...

您的服务不能硬编码一个代数，您必须将当前代数注入“更大”的代数：

def service1[Total[_]](input1: X, input2: Y)(
   implicit inject: InjectK[DomainA, Total]
): Free[Total, Z] =
   Free.liftF(inject.inj(Service1(input1, input2)))

你的解释器现在也更复杂了：

val interpreterTotal: EitherK[DomainA, DomainB, *] ~> IO =
   new (EitherK[DomainA, DomainB, *] ~> IO) {
     def apply[A](fa: EitherK[DomainA, DomainB, A]) =
       fa.run.fold(interpreterA, interpreterB)
   }

每个新添加的代数 ( ) 都会变得更加复杂EitherK[DomainA, EitherK[DomainB, ..., *], *]。

在无标签 final 中总是存在依赖，但几乎总是依赖于一种类型 -F许多人的经验证据表明，尽管理论上与自由 monad 的权力相同，但它更易于使用。但这不是一个科学论证，所以请随意尝试自己的自由单子。参见例如关于一次使用多个 DSL 的Underscore 文章。

无论您选择一个或另一个，您都不会被迫在任何地方使用它 - 免费的所有内容都可以（应该）解释为特定的实现，无标记使您可以将特定的实现作为参数传递，因此您可以将任何一个用于单个组件，这是在其边缘解释的。

scala - 在功能域设计中使用 Free Monad

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