Haskell中的“Just”语法是什么意思？

Question

我在互联网上搜寻这个关键词的实际用途。我看过的每一篇Haskell教程都只是随机开始使用它，从来没有解释过它的功能（我看过很多）。

这是来自Real World Haskell的一段基本代码，它使用Just。我明白代码的作用，但我不明白Just的目的或功能是什么。

lend amount balance = let reserve    = 100
                      newBalance = balance - amount
                  in if balance < reserve
                     then Nothing
                     else Just newBalance

据我观察，它与也许打字有关，但这几乎是我所能学到的全部。

如果您能很好地解释一下的意思，我们将不胜感激。




Answer 1

给定类型t，值Just t是类型t的现有值，其中无表示未能达到某个值，或者表示具有某个值将毫无意义。

在您的示例中，负平衡是没有意义的，因此如果发生这种情况，它将被“无”所取代。

例如，这可以用于除法，定义一个除法函数，它取a和b，如果b为非零，则只返回a/b，否则返回Nothing。它通常是这样使用的，作为异常的方便替代，或者像您前面的示例一样，用来替换没有意义的值。

Answer 2

目前的大多数答案都是对Just和朋友如何工作的高度技术性解释；我想我可以试着解释它的用途。

很多语言都有一个值，比如null，可以用来代替实际值，至少对于某些类型是这样。这让很多人非常愤怒，并被广泛认为是一个糟糕的举动。尽管如此，有时使用null这样的值来表示缺少某个东西还是很有用的。

Haskell解决了这个问题，它让你显式地标记出你可以拥有Nothing（其版本为null）。基本上，如果函数通常返回类型Foo，那么它应该返回类型，可能是Foo。如果要指示没有值，请返回Nothing。如果要返回一个值bar，则应该只返回bar。

所以基本上，如果你不能什么都没有，你不需要，只要。如果你什么都没有，你只需要。

也许没有什么神奇之处；它是建立在哈斯克尔式系统上的。这意味着您可以使用所有常用的Haskell模式匹配技巧。

Answer 3

它实际上只是一个普通的数据构造函数，恰好是在Prelude中定义的，它是自动导入到每个模块中的标准库。

定义如下所示：

data Maybe a = Just a
             | Nothing

该声明定义了一个类型，可能是a，它由一个类型变量a参数化，这意味着您可以将它与任何类型一起使用来代替a。

该类型有两个构造函数，只有一个和没有。当一个类型有多个构造函数时，这意味着该类型的一个值必须仅由一个可能的构造函数构造。对于这种类型，值要么通过Just构造，要么通过Nothing构造，没有其他（非错误）可能性。

由于没什么没有参数类型，当它用作构造函数时，它会命名一个常量值，该值是类型的成员，对于所有类型a。但是Just构造函数确实有一个类型参数，这意味着当用作构造函数时，它的行为就像一个从a类型到也许是的函数，即它具有a-类型

因此，一个类型的构造函数构建一个该类型的值；另一方面，当你想使用这个值时，模式匹配就发挥了作用。与函数不同，构造函数可以在模式绑定表达式中使用，这是对属于多个构造函数类型的值进行案例分析的方式。

为了在模式匹配中使用值，您需要为每个构造函数提供一个模式，如下所示：

case maybeVal of
    Nothing   -> "There is nothing!"
    Just val  -> "There is a value, and it is " ++ (show val)

在这种情况下，如果值是没什么，则第一个模式将匹配，如果值是使用Just构造的，则第二个模式将匹配。如果第二个匹配，它还将名称val绑定到构造您匹配的值时传递给Just构造函数的参数。

也许你已经熟悉了它的工作原理；也许值并没有什么魔力，它只是一种普通的哈斯克尔代数数据类型（ADT）。但它被大量使用，因为它有效地“提升”或扩展了一个类型，比如示例中的Integer，进入一个新的上下文，在这个上下文中，它有一个额外的值（Nothing），表示缺少值！然后，类型系统要求您在获取可能存在的整数之前检查该额外值。这可以防止大量的错误。

今天，许多语言通过NULL引用来处理这种“无值”值。著名的计算机科学家托尼·霍尔（Tony Hoare）承认这是他的“十亿美元错误”。也许类型不是解决这个问题的唯一方法，但它已被证明是一种有效的方法。

将一种类型转换为另一种类型，以便对旧类型的操作也可以转换为对新类型的操作，这是Haskell类型类背后的概念，称为Functor，它可能有一个的有用实例。

Functor提供了一个名为fmap的方法，它将范围超过基本类型（例如Intger）的值的函数映射到范围超过提升类型的值的函数（例如也许整数）。使用fmap转换以处理也许值的函数如下所示：

case maybeVal of
  Nothing  -> Nothing         -- there is nothing, so just return Nothing
  Just val -> Just (f val)    -- there is a value, so apply the function to it

所以如果你有一个可能是整数值mux和一个Int-

我不确定你对aMonad的概念有多熟悉，但至少你以前使用过ioa，而且类型签名ioa看起来非常类似于可能是a。虽然IO的特殊之处在于它不会向您公开其构造函数，因此只能由Haskell运行时系统“运行”，但除了作为单子之外，它还是一个函子。事实上，单子只是一种特殊的函子，有一些额外的特性，这是一个重要的意义，但这里不是讨论这个问题的地方。

无论如何，像IO这样的Monad会将类型映射为表示“计算结果值”的新类型，您可以通过一个名为liftM的类似fmap的函数将函数提升为Monad类型，该函数将常规函数转化为“计算结果是通过计算函数得到的值”

您可能已经猜到（如果您已经读到这里）也许也是一个Monad。它表示“可能无法返回值的计算”。就像fmap示例一样，这让您可以进行一大堆计算，而无需在每一步后显式检查错误。事实上，Monad实例的构造方式，对也许值的计算会在遇到无时立即停止，因此它有点像计算过程中的立即中止或无价值返回。

就像我之前说过的，在语言语法或运行时系统中烘焙的也许类型没有任何固有的东西。如果Haskell默认不提供它，您可以自己提供它的所有功能！事实上，无论如何，您都可以自己重新编写它，使用不同的名称，并获得相同的功能。

希望您现在能理解类型及其构造函数，但是如果还有什么不清楚的地方，请告诉我！