Control.Lens进阶：如何将Lens' s a与a→Lens' s b组合为Lens' s b？

在回合制双人游戏的模拟场景中，我们定义了如下数据结构及自动生成的Lens：

data PlayerState = PlayerState { _score :: Int, ... }
$(makeLenses ''PlayerState)

data Player = PlayerA | PlayerB

data GameState = GameState { _playerA, _playerB :: PlayerState,
                             _curPlayer :: Player }
$(makeLenses ''GameState)

通过指定玩家获取对应状态的Lens很容易实现：

playerState :: Player -> Lens' GameState PlayerState
playerState PlayerA = playerA
playerState PlayerB = playerB

现在需要实现一个聚焦当前玩家状态的Lens curPlayerState，支持someGame & curPlayerState.score += 42这类便捷操作。当前手动拆分getter和setter的实现方式可行，但希望找到更通用的组合方式——将Lens' s a（如curPlayer）与a -> Lens' s b（如playerState）组合为Lens' s b，逻辑上类似Monad的>>=绑定操作。

通用组合子实现 #

可以封装一个通用组合子来复用这种动态Lens的逻辑：

import Control.Lens

-- 组合Lens' s a与a->Lens' s b，得到聚焦b的Lens' s b
lensBind :: Lens' s a -> (a -> Lens' s b) -> Lens' s b
lensBind l f = lens getter setter
  where
    getter s = s ^. f (s ^. l)  -- 先通过l提取a，再用f获取对应Lens并取值
    setter s b = s & f (s ^. l) .~ b  -- 先通过l提取a，再用f获取对应Lens并设置值

借助这个组合子，curPlayerState可以简洁实现：

curPlayerState :: Lens' GameState PlayerState
curPlayerState = lensBind curPlayer playerState

合法性说明 #

这个组合后的curPlayerState完全符合Lens的三大定律：

1. 恒等性：view curPlayerState s & curPlayerState .~ view curPlayerState s 等价于原s
2. 组合性：设置值后再取值，结果等于设置的目标值
3. 一致性：连续两次设置的结果，与直接设置第二次的值完全相同

原因在于，每个GameState实例的curPlayer只会返回PlayerA或PlayerB，对应的playerState是合法的Lens，因此整个组合逻辑是可靠的。

紧凑内联写法 #

如果不想单独定义组合子，也可以用更紧凑的内联方式实现，本质与原始实现一致，但代码更简洁：

curPlayerState :: Lens' GameState PlayerState
curPlayerState = lens (\g -> g ^. playerState (g ^. curPlayer))
                      (\g s -> g & playerState (g ^. curPlayer) .~ s)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rafl