Категории типов. Часть 8.1. Вертикальная композиция эффектов

Значимый прорыв формирует отрасль ИИ: Underskyer1 9 минут назад Категории типов. Вертикальная композиция эффектов Средний 16 мин 241 Функциональное программирование * Scala * Обзор Одной из важнейших проблем в программировании с предсказуемым управлением эффектами является композиция монад. В этой статье мы рассмотрим наиболее общие подходы к решению этой задачи.

Частный, но важный для практики случай горизонтальной композиции эффектов будет рассмотрен в отдельной статье. Оглавление обзораHom-типыФункторыЕстественные преобразованияМонадыПределы и сопряжения функторов5½. Сопряжения из монадыРасширения КанаИсчисление концов7½.

Технические детали

Вертикальная композиция эффектов8. Горизонтальная композиция эффектовСодержаниеОбзор проблемыМонадные трансформерыDistributiveTraversableДополнительная литератураПромежуточный итогОбзор проблемыФункторы в программировании ассоциируются с «эффектами»:«забывание» значений,отслеживание «несчастливого пути» вычислений,параллельное накопление дополнительных данных,зависимость от внешних данных,хранение множества значений (не детерминировано, какие из них потребуются при распаковке), а также различные комбинации перечисленного выше. Эффекты обнаруживаются лишь в момент «распаковки» соответствующего контейнера.

При применении к нему различных преобразований контейнер может модифицировать свой «контекст распаковки». Конечно же, должны существовать и способы первоначального создания контекста эффекта, экземпляра контейнера. Современные ФП-программы строятся как цепочки, составленные из подобных функций.

Предсказуемость поведения таких цепочек основана на том, что сворачивать их можно в любом порядке. Это обеспечивается ассоциативностью композиции функций, создающих экземпляры контейнера. Кроме того, такая композиция обязана согласоваться с простой «запаковкой» произвольного значения в контейнер.

Отраслевые последствия

Перечисленные условия накладывают ограничения на наш контейнер — он должен обладать возможностями ассоциативного «разматрёшивания» и согласующейся с ней «запаковкой». Да, вы и так прекрасно понимаете, что эти требования превращают контейнер из функтора в монаду. Но любой ли функтор можно превратить в монаду?

Чтобы этого добиться, нам нужно два контекста вычисления эффекта схлопнуть в один, причём такая операция обязана быть ассоциативной и «уважающей нейтральный контекст». Давайте рассмотрим, пожалуй, самый наглядный пример, когда контекст буквально хранится рядом со значениями — функтор . Тогда вложенный контейнер можно записать как .

Очевидно, что чтобы получить предсказуемое «разматрёшивание», s обязан быть моноидом. Но если контекст не моноидален — монады не получится! Эта зависимость явно видна в известной монаде cats.

Этот прогресс даёт важные сигналы о будущем отрасли, и технологический мир внимательно наблюдает.