如何解析Haskell中的IO字符串？

Question

我对哈斯克尔有意见。我有这样的文本文件：

5.
7. 
[(1,2,3),(4,5,6),(7,8,9),(10,11,12)].

我不知道如何获得前两个数字（上面的2和7）和最后一行的列表。每行的末尾都有点。

我试图构建一个解析器，但名为readFile的函数返回名为IO String的Monad。我不知道如何从那种字符串中获取信息。

我更喜欢在一系列角色上工作。也许有一个函数可以将“IO字符串”转换为[Char]？

Answer 1

正如人们已经说过的，如果你有两个函数，一个是readStringFromFile:: FilePath-

用fmap表示IO（IO是Functor）：

fmap doTheRightThingWithString readStringFromFile

使用(

import Control.Applicative

...

doTheRightThingWithString <$> readStringFromFile

使用liftM进行IO（liftM==fmap）：

import Control.Monad

...

liftM doTheRightThingWithString readStringFromFile

使用(

readStringFromFile >>= \string -> return (doTheRightThingWithString string)
readStringFromFile >>= \string -> return $ doTheRightThingWithString string
readStringFromFile >>= return . doTheRightThingWithString
return . doTheRightThingWithString =<< readStringFromFile

使用do符号：

do
  ...
  string <- readStringFromFile
  -- ^ you escape String from IO but only inside this do-block
  let result = doTheRightThingWithString string
  ...
  return result

每次你都会得到IO一些东西。

你为什么要这样做？好的，有了它，您的语言中就有了纯粹的、引用透明的程序（函数）。这意味着，每一个类型为IO自由的函数都是纯的、引用透明的，因此对于相同的参数，它将返回相同的值。例如，doTheRightThingWithString将为相同的字符串返回相同的某物。但是，非IO自由的readStringFromFile每次都可以返回不同的字符串（因为文件可以更改），因此您无法从IO中逃逸这种不纯净的值。

Answer 2

作为一个编程高手，我也被IOs搞糊涂了。只要记住，如果你去IO你永远不会出来。克里斯写了一篇很好的解释。我只是想举一些例子来说明如何在monad中使用IO字符串。我将使用getLine，它读取用户输入并返回一个IO字符串。

line <- getLine 

所有这些操作都是将用户输入从getLine绑定到名为line的值。如果在ghci中键入此项，并键入：type line，它将返回：

:type line
line :: String

但是等等getLine返回一个IO字符串

:type getLine
getLine :: IO String

那么，来自getLine的IOness发生了什么变化<代码>

main = do
    putStrLn "How much do you love Haskell?"
    amount <- getLine
    putStrln ("You love Haskell this much: " ++ amount) 

如果你像我一样，你很快就会发现liftIO是你下一个最好的monad朋友，并且$有助于减少你需要写的括号数量。

那么如何从readFile获取信息呢？如果readFile的输出是IO字符串，如下所示：

:type readFile
readFile :: FilePath -> IO String

那么你只需要友好的

 yourdata <- readFile "samplefile.txt"

现在，如果在ghci中键入它并检查yourdata的类型，您会注意到它是一个简单的字符串。

:type yourdata
text :: String

Answer 3

我认为你对哈斯克尔的信息办公室有一个根本性的误解。特别是，你这样说：

也许有一个函数可以从IO字符串转换为[Char]？

不，没有¹，事实上没有这样的函数是Haskell最重要的事情之一。

哈斯克尔是一种非常有原则的语言。它试图区分“纯”函数（没有任何副作用，在输入相同时总是返回相同的结果）和“不纯”函数（有读取文件、打印到屏幕、写入磁盘等副作用）。这些规则是：

1. 您可以在任何地方使用纯函数（在其他纯函数或非纯函数中）
2. 只能在其他不纯函数中使用不纯函数

代码被标记为纯或不纯的方式是使用类型系统。当你看到一个函数签名，比如

digitToInt :: String -> Int

你知道这个函数是纯函数。如果给它一个字符串，它将返回一个Int，而且如果给它相同的字符串，它将始终返回相同的Int。另一方面，函数签名

getLine :: IO String

是不纯的，因为String的返回类型标记为IO。显然，getLine（读取一行用户输入）并不总是返回相同的字符串，因为它取决于用户键入的内容。您不能在纯代码中使用此函数，因为即使添加最小的杂质也会污染纯代码。一旦你去了IO你就再也回不去了。

您可以将IO视为包装器。当您看到一个特定的类型，例如，x:: IO String，您应该将其解释为"x是一个操作，当执行时，执行一些任意的I/O，然后返回一些类型>String"（注意在Haskell中，String和[Char]是完全相同的东西）。

那么，如何从IO操作中访问值呢？幸运的是，函数main的类型是IO（）（这是一个执行一些I/O并返回（）的操作，这与不返回任何内容相同）。因此，您可以始终在main中使用IO函数。当你执行Haskell程序时，你所做的是运行main函数，这会导致程序定义中的所有I/O实际上都被执行——例如，你可以从文件中读写，询问用户输入，写信给stdout等。

您可以考虑这样构建一个Haskell程序：

• 所有执行I/O的代码都将获得IO标记（基本上，您将其放在do块中）
• 不需要执行I/O的代码不需要在do块中-这些是纯函数。
• 您的main函数序列将您定义的I/O操作按顺序组合在一起，使程序做您想让它做的事情（在您喜欢的任何地方穿插纯函数）。
• 当您运行main时，您将导致所有这些I/O操作被执行。

那么，考虑到所有这些，你如何编写你的程序？嗯，功能

readFile :: FilePath -> IO String

以String的形式读取文件。所以我们可以用它来获取文件的内容。的功能

lines:: String -> [String]

在换行符上拆分一个字符串，这样现在您就有了一个字符串的列表，每个字符串对应于文件的一行。功能

init :: [a] -> [a]

从列表中删除最后一个元素（这将删除每行的最后一个）。功能

read :: (Read a) => String -> a

获取一个String并将其转换为任意Haskell数据类型，例如Int或Bool。将这些功能合理地结合起来将为您提供程序。

请注意，您实际需要执行任何I/O的唯一时间是在读取文件时。因此，这是程序中唯一需要使用IO标记的部分。程序的其余部分可以“纯粹”地编写。

听起来你需要的是这篇文章《根本不在乎的人的单子》，这篇文章应该能解释你的很多问题。不要被“monad”这个词吓到——你不需要理解什么是monad来编写Haskell程序（请注意，这一段是我答案中唯一使用“monad”这个词的段落，尽管不可否认，我现在已经用了四次了...）

这是你（我想）想写的程序

run :: IO (Int, Int, [(Int,Int,Int)])
run = do
  contents <- readFile "text.txt"   -- use '<-' here so that 'contents' is a String
  let [a,b,c] = lines contents      -- split on newlines
  let firstLine  = read (init a)    -- 'init' drops the trailing period
  let secondLine = read (init b)    
  let thirdLine  = read (init c)    -- this reads a list of Int-tuples
  return (firstLine, secondLine, thirdLine)

要回答关于将line应用于readFiletext.txt的输出的npfedwards注释，您需要意识到readFiletext.txt为您提供了一个IO String>，并且只有当您将其绑定到变量时（使用内容）

记住：一旦你去了IO，你就再也回不去了。

1我故意忽略了unsafePerformIO，因为正如名字所暗示的，它是非常不安全的！除非你真的知道自己在做什么，否则永远不要使用它。