Haskell中该单子式字符串分割函数的工作原理是什么？

先给这个函数补全类型签名，方便理解：

f :: String -> [String]
f = takeWhile (not . null) . evalState (repeatM $ modify (drop 1) >> State (break (== ' '))) . (' ' :)
  where repeatM = sequence . repeat

下面一步步拆解执行逻辑：

1. 整体流程概述 #

函数是三个操作的管道组合：

• 先给输入字符串前置一个空格
• 用State monad无限执行分割动作，收集每次的结果
• 过滤掉结果列表中的空字符串，得到最终的分割结果

2. 逐个部分解析 #

前置空格：(' ' :) #

作用是统一处理输入的开头——比如输入"hello world"会变成" hello world"。这一步是为了让后续的分割逻辑无需区分"第一个单词没有前置空格"的特殊情况，让所有单词都能被相同的逻辑处理。

核心State动作：repeatM $ modify (drop 1) >> State (break (== ' ')) #

先看辅助定义repeatM = sequence . repeat：

• repeat x会生成一个无限重复x的列表
• sequence能把列表里的多个State动作串起来，变成一个返回"动作结果列表"的State动作
• 所以repeatM action就是无限重复执行同一个State动作，收集每次的返回值，得到一个无限列表

再看被重复执行的action：modify (drop 1) >> State (break (== ' '))，这是两个State动作的绑定：

1. modify (drop 1)：修改当前的State状态（也就是当前剩余的字符串），把它去掉第一个字符。比如当前状态是" hello world"，执行后变成"hello world"。
2. >>：忽略前一个动作的返回值（modify返回()），执行后一个动作。
3. State (break (== ' '))：
   • break (== ' ')是Haskell标准函数，作用是把字符串拆成两部分：从开头到第一个空格（不含空格）的前缀，以及包含空格的后缀。比如"hello world"会被拆成("hello", " world")，没有空格的字符串"world"会被拆成("world", "")。
   • State构造函数把String -> (String, String)这样的函数包装成State动作：执行这个动作时，会拿当前的状态字符串做拆分，返回拆分出的前缀（也就是当前的单词），同时把状态更新为拆分出的后缀。

运行State动作：evalState #

evalState stateAction initialState的作用是：用initialState作为初始状态，运行stateAction，最终返回动作的结果（忽略最终的状态）。这里的初始状态就是前面加了空格的输入字符串。

运行后会得到一个无限列表：比如输入" hello world"，执行过程会生成["hello", "world", "", "", ...]——当状态变成空串后，后续每次执行都会返回空串。

过滤空串：takeWhile (not . null) #

从无限列表中依次取元素，直到遇到空串为止，最终得到非空的单词列表，也就是我们要的分割结果。

3. 用例子完整走一遍流程 #

以输入"hello world"为例：

1. 前置空格后得到初始状态：s0 = " hello world"
2. 第一次执行action：
   • modify (drop 1)：状态变为s1 = "hello world"
   • State (break ' ')：拆分s1得到("hello", " world")，返回"hello"，状态更新为s2 = " world"
   • 列表第一个元素："hello"
3. 第二次执行action：
   • modify (drop 1)：状态变为s3 = "world"
   • State (break ' ')：拆分s3得到("world", "")，返回"world"，状态更新为s4 = ""
   • 列表第二个元素："world"
4. 第三次执行action：
   • modify (drop 1)：空串执行drop 1还是空串，状态s5 = ""
   • State (break ' ')：拆分空串得到("", "")，返回""
   • 列表第三个元素：""
5. takeWhile (not . null)取前两个元素，最终结果：["hello", "world"]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者matt