Haskell：如何在do块中内联[a]->IO a类型的辅助函数？

问题描述 #

我正在学习Graham Hutton所著的《Programming in Haskell》（第二版），刚完成了第138页的练习10.5。该练习要求编写一个类型为adder :: IO ()的函数，它能交互式读取n个数字，求和后输出结果，示例运行效果如下：

> adder
How many numbers? 3
5
4
6
The total is 15

已知readInt和readLine函数定义如下：

readInt :: IO Int
readInt = do
  line <- readLine
  return (read line :: Int)

readLine :: IO String
readLine = do
  c <- getChar
  case c of
    '\n' -> return []
    _ -> do
      cs <- readLine
      return (c:cs)

我已实现了adder函数：

adder :: IO ()
adder = do
  putStr "How many numbers? "
  n <- readInt
  ns <- sequence [readInt | _ <- [1..n]]
  sum <- sumUp ns
  putStr $ "The total is " ++ (show sum) ++ "\n"

sumUp :: [Int] -> IO Int
sumUp xs = return $ foldl (+) 0 xs

我对当前方案基本满意，但希望将sumUp函数内联到do块中，却不知如何操作，请问该如何将[a]->IO a类型的函数内联到do块中？

解答 #

你的sumUp函数本质是把纯函数计算结果包装进IO上下文里——foldl (+) 0 xs是纯的数值求和操作，只是用return把它提升到IO类型。要内联它，有几种简洁且符合Haskell风格的方式：

方式1：用let绑定纯计算结果（推荐） #

在do块中，let可以直接绑定纯值（不需要IO上下文），之后直接使用这个值即可，无需额外的return或<-：

adder :: IO ()
adder = do
  putStr "How many numbers? "
  n <- readInt
  ns <- sequence [readInt | _ <- [1..n]]
  let total = foldl (+) 0 ns  -- 绑定纯求和结果
  putStr $ "The total is " ++ show total ++ "\n"

方式2：直接内嵌计算表达式 #

如果追求代码紧凑，可以把求和逻辑直接写在输出语句里，甚至用Haskell内置的sum函数替代手动的foldl，让代码更简洁：

adder :: IO ()
adder = do
  putStr "How many numbers? "
  n <- readInt
  ns <- sequence [readInt | _ <- [1..n]]
  putStr $ "The total is " ++ show (sum ns) ++ "\n"

核心逻辑说明 #

原来的sum <- sumUp ns是从IO Int上下文里取出内部的Int值，但sumUp本身只是对纯求和结果做了一层IO包装。既然求和是纯操作，我们完全可以直接计算纯值，避免不必要的IO上下文包装，这也是Haskell中区分纯代码与IO代码的最佳实践。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Patrick Bucher