在新行中打印列表元素

Question

在新行中打印列表元素

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我对列表和单子完全感到困惑，所以也许我的问题不正确或者很天真。我在这里看到了使用mapM_ func的方法。

mapM_ print [1, 2, 3, 4]

但我不知道它的具体工作原理，想知道如何像这样实现：

x <- [1, 2, 3]
print x

或者，如果我理解正确：

[1, 2, 3] >>= print

我理解[1, 2, 3]的类型是[a]，而print的类型是Show a => a -> IO ()。此外，我明白使用Monad List需要左边的类型是List a，右边带有类型为a -> List b的函数。我的理解正确吗？你需要帮忙吗？更新。感谢@MathematicalOrchid对mapM_如何工作的解释。从我的角度来看，真正的问题不在于在不同行打印任何结果，而在于以Monad List提供的方式执行一些monadic操作（因为现在我正在处理OpenGL的东西）。但是我知道误解的根源在于混淆了monads。 更新2。感谢大家回答。对于这个有点含糊的问题我感到抱歉。我并不完全知道我需要什么样的答案和问题是什么。这是因为我没有理解一些基础知识。所以现在很难选择“正确的答案”，因为每个答案都包含了我要找的一个小部分。我已经决定选择最接近（尽管现在不是最有用的）我想要的内容。

- pkuderov

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forM_ 可能看起来更加熟悉。它只是将 mapM_ 的参数反转了一下。尝试使用 forM_ [1, 2, 3] print。 - jtobin

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值得一提的是，您正在使用两个单子：List 和 IO。您的 >>= 不起作用的原因是您试图混合这两个单子。 - stusmith

@stusmith：是的，我也刚明白 :) - pkuderov

5个回答

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你想要的方式行不通，因为你试图将两个单子混合在一起：

do x <- [1,2,3]
   print x

具体来说，您正在混合IO和[]单子。在do-notation中，所有语句的类型都应为某个单子m的m a。但在上面的代码中，第一个语句的类型为[Integer]，而第二个语句的类型为IO ()。

为了获得所需的效果，您应该使用ListT单子转换器。Monad transformers允许以特定顺序将单子堆叠在一起，并根据需要组合它们的效果。

import Control.Monad.Trans
import Control.Monad.Trans.List

value = do x <- ListT (return [1,2,3])
           lift (print x)

这将返回类型为 ListT IO Integer 的值。要从该转换器中获取 IO 计算，请使用 runListT。它将返回类型为 IO [Integer] 的值。这将输出：

GHCI> runListT value
1
2
3
[(),(),()]

这与mapM print [1,2,3]等效。如果要丢弃列表并获得mapM_ print [1,2,3]的效果，可以使用Control.Monad中的void。

GHCI> void . runListT $ value
1
2
3

- is7s

感谢 ListT。我现在不会使用 Monad 变换器 - 我的能力还没有达到那个水平。但这确实是我正在寻找的东西之一。 - pkuderov

@pkuderov，我很高兴能够帮助你。我知道这对你来说可能有点高级，但我认为我应该加入它，因为它正好解决了你正在尝试解决的问题类型。 - is7s

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您可以使用sequence_按顺序执行IO操作：

sequence_ $ [1, 2, 3] >>= (\x -> [print x])

但我认为mapM_更加清晰易懂。

- stusmith

只是不希望任何人认为这是一个明智的建议。虽然“sequence”对于将动作列表制作为单个动作很方便。 - stusmith

此外，sequence_ $ map print [1,2,3]。 - Will Ness

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我不会精确回答你的问题，因为我认为这个问题本身有些误导性。特别是，在这里使用mapM或类似的东西是正确的做法。使用do表示法来完成这个任务只会使它更加复杂，而且我不喜欢告诉人们不是正确的事情。但我会提供一个替代方案，你可能会发现更容易理解。

如果你来自命令式背景（即你熟悉像C、Java、Python等语言），那么你可能会发现使用forM比使用mapM更容易。语法如下：

forM <list of things> <action to perform for each thing>

也就是说，它就像一个for-each循环！例如：

ghci> import Control.Monad
ghci> forM [1,2,3] print
1
2
3
[(),(),()]

这里有一个事物列表：[1,2,3]，并且要为每个事物执行的操作是print。注意末尾的返回值吗？那是因为每次调用print都会返回()，然后这些返回值被收集在一起。如果您不想要返回值，则可以使用forM_而不是forM，像这样：

ghci> forM_ [1,2,3] print
1
2
3

你准备好知道秘密了吗？forM和forM_函数只是将参数顺序颠倒的mapM和mapM_函数，也就是说：

forM list action = mapM action list

我经常在我的代码中使用forM，因为它能够吸引注意力到函数上而不是列表，这通常是我们想要的。同时，当函数跨越多行时，它看起来更整洁。

- Chris Taylor

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这里可能是关于mapM_如何工作的最简单的解释：

main = foldr1 (>>) (map print [1, 2, 3])

那就是，对于每个列表成员都应用print，然后使用>>连接结果，因此首先您会得到

main = foldr1 (>>) [print 1, print 2, print 3]

最终你会得到

main = print 1 >> print 2 >> print 3

更精确的解释是：

main = foldr (>>) (return ()) (map print [1, 2, 3])

最终你会得到

main = print 1 >> print 2 >> print 3 >> return ()

return () 部分使函数能够处理空列表 - foldr1 在处理空列表时会像 head 和 tail 一样崩溃。

- nponeccop

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可以查看英文原文，
原文链接

- MathematicalOrchid · Accepted Answer

你好像对多个概念有些混淆。（特别是列表形成了一个单子，而 I/O 形成了另一个单子。）我会试着解决这个问题...

首先，`print` 函数接受任何可以展示的事物并将其写入标准输出，后跟一个换行符。因此，`print [1, 2, 3]` 可以正常工作，但显然将所有内容写在同一行上。要将内容写在不同的行上，我们需要为每个项分别调用 `print`。到目前为止都很好。

`map` 函数将函数应用于列表的每个元素。因此，`map print [1, 2, 3]` 将在列表中的每个项上应用 `print`。但是，结果是一个 I/O 操作列表。这不完全是我们想要的。我们想要执行这些操作，而不是列出它们。

做到这一点的方法是使用 `>>` 运算符，它将两个 I/O 操作链接在一起（如果你不关心它们的结果——打印某些东西不会返回任何有趣的东西）。因此，`foldr (>>) (return ())` 将把您的 I/O 操作列表转换为一个单一的 I/O 操作。实际上已经定义了这个函数；它被称为 `sequence`。

然而，`map` + `sequence` 是一个非常常见的组合，以至于这也已经被定义了；它被称为 `mapM_`。（如果您想保留结果，则还有没有下划线的 `mapM`。但是打印不会返回任何东西，所以没有必要。）

现在，这就是为什么 `mapM_` 起作用的原因。现在你问为什么其他几种方法不起作用...

x <- [1, 2, 3]
print x

这完全不起作用。第一行在列表单子中，但第二行在I/O单子中。你不能那样做。(您将获得一个相当令人困惑的类型检查错误。) 我应该指出，这是Haskell的所谓“do-notation”，上面的片段需要在前面加上do关键字才能实际上是有效的语法：

do
  x <- [1, 2, 3]
  print x

无论如何，它仍然不起作用。它几乎做到了map print [1, 2, 3]所做的事情，但并不完全相同。(就像我说的那样，它无法通过类型检查。)

您还建议使用[1, 2, 3] >>= print，它与前面的代码片段相同。(实际上，编译器会将前者转换为后者。)原始版本无法通过类型检查，这个也同样无法通过，因为相同的原因。

这有点像尝试将数字添加到矩阵中。数字是可以加的东西。矩阵也是可以加的东西。但是你不能将它们相加，因为它们不一样。如果这听起来有点抽象，请见谅。