木卫一是自由单子吗？

Question

在Mark Seemann的博客文章和示例中，我第一次看到了免费单子作为构建纯代码和IO代码之间边界的一种方式。我的基本理解是，一个免费的单子可以让您构建一个纯函数的程序（抽象语法树-AST)，然后解释器将其翻译成一系列不纯的过程调用。因此，这个解释器将AST的纯操作转换为一系列的一元IO操作。

我想知道这是否复制了Haskell运行时已经在IO Monad上做的事情。如果我认为IO没有什么特别的，而是一个规则的单子，它的绑定函数>>>=通过IO中的所有单子操作对“现实世界”的状态进行排序，那么这种排序本身并不提供任何计算（正如这里优秀的答案中对自由单子的解释）。然后，我可以将getline、writefile等所有IO操作作为自由IO monad中的操作查看，并将Haskell运行时作为解释器查看。运行时通过一些底层系统调用、C FFI调用或类似的方式来解释每个IO操作，这显然是不纯的。

因此，在这个视图中，返回IO操作的函数只是构建AST，然后由Haskell运行时解释。但到目前为止，一切都是纯净的。在这个视图中，函数a->IO b不是不纯的，就像自由单子中的操作不是不纯的一样。

这种直觉正确吗？如果没有，它在哪里做得不够？

Answer 1

您的直觉是正确的:io类型的函数确实建立了一个操作树，然后由运行时解释。嗯，至少这是一个有效的看待它的方式（也见威尔·内斯的评论）。

与自由单子的区别在于只有一个解释器。你不能选择另一个，你不能实施自己的如果你想。

自由单子的AST有两个主要性质：第一，它是组成的；第二，它是可分析的。解释器可以通过对AST的构造函数进行匹配来分析AST，并相应地执行解释。