本人是一個(gè)函數(shù)式愛好者验烧，苦于網(wǎng)上資料貧乏以及術(shù)語理論性太強(qiáng)久矣持舆。
故本人決定用白話文講述函數(shù)式技術(shù)色瘩，當(dāng)然會(huì)不那么準(zhǔn)確，但是便于理解其基本概念逸寓。
在函數(shù)式世界里，每個(gè)函數(shù)語句都要有返回值竹伸。
一個(gè)函數(shù)里面進(jìn)行各種操作的時(shí)候 泥栖，怎樣能夠在特定情況下提前返回呢？
當(dāng)然在面向過程語言里面勋篓，比較相似的就是return語句了吧享。
比如下面的例子:
whatsYourName :: String -> String
whatsYourName name =
(`runCont` id) $ do -- 1
response <- callCC $ \exit -> do -- 2
validateName name exit -- 3
return $ "Welcome, " ++ name ++ "!" -- 4
return response -- 5
validateName name exit = do
when (null name) (exit "You forgot to tell me your name!")
對(duì)名稱進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證失敗后則直接返回譬嚣。
這里在函數(shù)式是怎么做到的呢钢颂？ 居然直接忽略后面的語句提前結(jié)束!
在函數(shù)式世界里面，正常情況下是不可能發(fā)生的孤荣。
除非我們有多通道甸陌，正常走正常的通道须揣，特殊走VIP通道。
沒說钱豁，我們就是可以這么干耻卡！
1. 首先我們引入CPS(continuation passing style)的概念。
什么是CPS牲尺？CPS就像一場(chǎng)接力比賽卵酪。
來看看簡(jiǎn)單的例子: 1 * 2 + 3 * 4
首先我們計(jì)算 1 * 2，然后計(jì)算3 * 4, 最后累加.
這里就涉及三次傳遞過程谤碳。
1 * 2 -> 3 * 4 -> a1 + a2 -> ?
每一次結(jié)果都往后傳遞處理溃卡，帶上自己一直傳遞下去，這就是CPS風(fēng)格蜒简。
誰來接最后一棒呢瘸羡？ 最后一棒有個(gè)特殊的名字，叫做終級(jí)continuation搓茬。
2. 我們?cè)賮砜辞懊娴膯栴}
假如我們共有五次接力犹赖。假設(shè)第二次接力可能出現(xiàn)問題。
我們對(duì)第二次接力進(jìn)行驗(yàn)證卷仑，如果沒有問題峻村，則繼續(xù)往下接力。
如果有問題锡凝，直接找終級(jí)ccontinuation最后一棒粘昨！
所以問題似乎很簡(jiǎn)單了。窜锯。张肾。
既然思想通了，那么就該開始練習(xí)內(nèi)功心法了衬浑！
這里涉及haskell的兩個(gè)庫: transformer以及mtl捌浩。
mtl在transformer上對(duì)monad transformer做了增強(qiáng)。
mtl上面有個(gè)Control.Monad.Cont提供了callcc接口工秩，用于實(shí)現(xiàn)VIP通道功能尸饺。
底層均由transformer的Control.Monad.Trans.Cont實(shí)現(xiàn)
相關(guān)源碼如下:
mtl: https://github.com/haskell/mtl/blob/master/Control/Monad/Cont/Class.hs
transformer: https://hub.darcs.net/ross/transformers/browse/Control/Monad/Trans/Cont.hs
mtl本質(zhì)上沒干啥活，主義功能就是定義了一個(gè)MonadCont的接口(即typeclass)助币。其它的就是實(shí)現(xiàn)了底層Cont庫的MonadReader跟MonadState接口浪听。
所以，我們主要看transformer庫眉菱。
1. 首先我們定義傳遞迹栓，這個(gè)傳遞主要由ContT定義
newtype ContT r m a = ContT { runContT :: (a -> m r) -> m r }
這里定義了ContT類型，主要有三個(gè)類型變量r, m, a
a是當(dāng)前的傳遞值俭缓， m是對(duì)返回結(jié)果r進(jìn)行隔離的另一層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
整個(gè)過程就是對(duì)于已有的傳遞值a克伊， 等待一個(gè)傳遞函數(shù)a->m r酥郭，最終生成結(jié)果m r。
對(duì)于函數(shù)類型來說愿吹，輸入?yún)?shù)為等待值不从。這里等待a-> m r傳遞函數(shù)。
通過將自己的傳遞值a移交給傳遞函數(shù)犁跪，完成了傳遞功能 椿息。
這里的ConT僅僅是一種函數(shù)類型封裝，使用過程中則需要拆解以及再次封裝過程坷衍。
2. 傳遞是如何組合的呢?
m >>= k = ContT $ \ c -> runContT m (\ x -> runContT (k x) c)
- 首先m傳遞\x值后寝优，運(yùn)行下一棒傳遞函數(shù)runContT (k x) c
- k綁定m的返回結(jié)果x后生成新的ContT，繼續(xù)等待參數(shù)c傳遞函數(shù)
因此枫耳，整 個(gè)過程比較簡(jiǎn)單乏矾，就是把當(dāng)前結(jié)果\x傳遞給下一次調(diào)用(k x)后, 生成新的ConT繼續(xù)等待終極傳遞函數(shù)。
3. 那么Cont又是如何構(gòu)造的呢?
看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:
參見https://en.wikipedia.org/wiki/Continuation-passing_style
pow2_m :: Float -> Cont a Float
pow2_m a = return (a ** 2)
add' :: Float -> Float -> (Float -> a) -> a
add' a b cont = cont (a + b)
sqrt' :: Float -> ((Float -> a) -> a)
sqrt' a = \cont -> cont (sqrt a)
pyth_m :: Float -> Float -> Cont a Float
pyth_m a b = do
a2 <- pow2_m a
b2 <- pow2_m b
anb <- cont (add' a2 b2)
r <- cont (sqrt' anb)
return r
兩種Cont構(gòu)造:
instance Monad (ContT r m) where
return x = ContT ($ x)
cont :: ((a -> r) -> r) -> Cont r a
cont f = ContT (\ c -> Identity (f (runIdentity . c)))
pow2_m :: Float -> Cont a Float
pow2_m a = return (a ** 2)
pow2' :: Float -> (Float -> a) -> a
pow2' a cont = cont (a ** 2)
- 通過return構(gòu)造, 調(diào)用$等待傳遞函數(shù)即得Cont Monad
- 通過cont函數(shù)調(diào)用嘉涌，將a -> m r傳遞函數(shù)作為參數(shù)調(diào)用并進(jìn)行等待
4. 傳遞函數(shù)如何傳遞呢?
newtype ContT r m a = ContT { runContT :: (a -> m r) -> m r }
runCont
:: Cont r a -- ^ continuation computation (@Cont@).
-> (a -> r) -- ^ the final continuation, which produces
-- the final result (often 'id').
-> r
runCont m k = runIdentity (runContT m (Identity . k))
evalContT :: (Monad m) => ContT r m r -> m r
evalContT m = runContT m return
evalCont :: Cont r r -> r
evalCont m = runIdentity (evalContT m)
主要分為兩種妻熊，
一種是runCount系列，就是接受一個(gè)終極傳遞函數(shù)即可
另一種是evalCont系列仑最，即是將最后傳遞的值返回
callcc登場(chǎng)
前面的基礎(chǔ)知識(shí)有了，讓我們重新來回顧一下callcc的過程帆喇。
whatsYourName :: String -> String
whatsYourName name =
(`runCont` id) $ do -- 1
response <- callCC $ \exit -> do -- 2
validateName name exit -- 3
return $ "Welcome, " ++ name ++ "!" -- 4
return response -- 5
validateName name exit = do
when (null name) (exit "You forgot to tell me your name!")
先看一下callcc是如何實(shí)現(xiàn)的
callCC :: ((a -> ContT r m b) -> ContT r m a) -> ContT r m a
callCC f = ContT $ \ c -> runContT (f (\ x -> ContT $ \ _ -> c x)) c
- 首先通過runCount運(yùn)行一個(gè)callcc Cont, 并使用id作為終極傳遞函數(shù)返回Cont的傳遞值
- callcc調(diào)用一個(gè)函數(shù)警医，傳遞VIP通道(a -> ContT r m b)逃逸Continuation作為函數(shù)參數(shù)
- 逃逸Continuation接受一個(gè)傳遞值，直接調(diào)用終極傳遞函數(shù)后結(jié)束傳遞坯钦。
(\ x -> ContT $ \ _ -> c x) - callcc函數(shù)里面接受逃逸continuation之后進(jìn)行CPS傳遞過程
- 正常邏輯一直通過monad組合傳遞下去预皇，特殊通道接受參數(shù)直接完成傳遞鏈
