Monad Transformers理解及do记法示例代码相关疑问求助

1. 类型变量s和a的含义 #

你首先混淆的点是类型变量的命名，我们逐个拆解：

• 基础类型ProtectedData a的两个字段分别是固定String类型的密码，和类型为a的受保护值，密码本身没有做类型参数化，永远是字符串。
• 转换器栈类型Protected s a = MaybeT (Reader (ProtectedData s)) a里，第一个类型参数s是环境中ProtectedData存储的值的类型，对应上面ProtectedData的参数a；第二个类型参数a是整个Protected计算执行完成后返回的结果类型。
• access函数的签名access :: String -> Protected a a只是把类型变量名复用了，等价于access :: String -> Protected s s，意思就是这个操作返回的值的类型，和环境里存的受保护值类型完全一致——因为这个函数的作用就是把存的值取出来，所以两个参数刚好相同。

2. run函数的逻辑 #

你的理解完全正确，这个函数就是逐层拆解monad转换器栈：

1. 先调用runMaybeT脱掉最外层的MaybeT包装，得到下层的Reader (ProtectedData s) (Maybe a)类型值
2. 再调用runReader把Reader层脱掉，传入你准备好的ProtectedData实例作为环境，最后得到Maybe a类型的结果，密码正确就是Just 结果，错误就是Nothing。

3. access函数相关疑问 #

函数作用 #

你第二个猜测是对的：

• 它不是用来注入密码和数据的，注入是你调用run函数传入ProtectedData实例的时候完成的
• 它的作用就是接收你输入的密码，尝试读取环境里的受保护数据，密码错误时整个Protected计算直接返回Nothing，也就是失败。

为什么要写lift ask #

monad转换器栈有一个核心规则：do块内的所有操作，都必须属于当前栈顶的monad类型。
你当前用的Protected栈结构是：MaybeT在最顶层，下层是Reader (ProtectedData s)。

• ask是下层Reader monad原生的操作，类型是Reader (ProtectedData s) (ProtectedData s)，不属于顶层的MaybeT，直接写pd <- ask会类型不匹配报错。
• lift的作用就是把下层monad的操作抬升到上层monad的上下文中，lift ask之后的类型就变成了MaybeT (Reader (ProtectedData s)) (ProtectedData s)，刚好和当前Protected的类型匹配，这样就可以用<-拿到内部的ProtectedData实例pd。

后续的逻辑也很顺：

1. 用传入的密码和拿到的pd调用accessData，得到Maybe a类型的结果v
2. return v把v包装到Reader monad中，得到Reader (ProtectedData s) (Maybe a)
3. 最后用MaybeT包装一层，就得到符合签名的Protected s a类型返回值。

实际运行示例 #

-- 定义存了Int值的受保护数据，密码为123456
mySecret :: ProtectedData Int
mySecret = ProtectedData "123456" 996

-- 密码正确的情况
testRight :: Maybe Int
testRight = run mySecret (access "123456") -- 执行结果为 Just 996

-- 密码错误的情况
testWrong :: Maybe Int
testWrong = run mySecret (access "wrongpass") -- 执行结果为 Nothing

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