String.IsNullOrEmpty 单子

Question

我最近涉足函数式编程的迷人世界，主要是因为获得了 React 等 FP 平台的经验，并阅读了https://blog.ploeh.dk/之类的博客。 作为一个主要的命令式程序员，这是一个有趣的转变，但我仍然试图让我的脚湿透。

我有点厌倦了这样使用string.IsNullOrEmpty 。 很多时候，我发现自己在代码中乱扔垃圾，比如

_ = string.IsNullOrEmpty(str) ? "default text here" : str;

这还不错，但是说我想在 null 之后链接一堆选项，例如

_ = string.IsNullOrEmpty(str) ? (
    util.TryGrabbingMeAnother() ??
    "default text here") : str;

呸。 我宁愿有这样的东西——

_ = monad.NonEmptyOrNull(str) ??
    util.TryGrabbingMeAnother() ??
    "default text here";

如示例所示，我正在使用 function ，我将其称为 monad 以帮助将string.IsNullOrEmpty减少为可空链接的操作：

public string NonEmptyOrNull(string source) =>
    string.IsNullOrEmpty(source) ? null : source;

我的问题是，这是正确的术语吗？ 我知道Nullable<T>可以被认为是一个 monad（请参阅Can Nullable 可以用作 C# 中的函子吗？和Monad 是简单的英语？（对于没有 FP 背景的 OOP 程序员） ）。 这些材料是很好的参考资料，但我对这个主题的直觉理解还不够，无法知道我在这里是否只是在混淆或不一致。 例如，我知道 monad 应该像上面那样启用 function 链接，但它们也是“类型放大器”——所以我的小例子似乎表现得像一个启用链接的 monad，但它似乎将 null/empty 转换为只是 null 是减少而不是放大，所以我怀疑这是否真的是一个单子。 因此，对于这个特定的应用程序，有更多 FP 经验的人能否告诉我将NonEmptyOrNull称为 monad 是否准确，为什么或为什么不呢？

Answer 1

monad 是一个三元组，包括：

• 单参数类型构造函数M
• A 型 function unit a -> M a
• A function join类型M (M a) -> a

满足单子定律。

类型构造函数是一个类型级别的 function，它接受多个类型 arguments 并返回一个类型。 C# 不直接具有此功能，但是在编码 monad 时，您需要一个单参数泛型类型，例如List<T> 、 Task<T>等。因此对于某些泛型类型M ，您需要两个构造泛型实例的函数来自单个值的类型，“展平”该类型的嵌套实例。 例如对于List<T> ：

public static List<T> unit<T>(T value) { return new List<T> { value }; }
public static List<T> join<T>(List<List<T>> l) { return l.SelectMany(l => l); }

从这个定义可以看出，单个 function 不能满足 monad 的定义，所以你的例子不是 monad 的例子。

根据这个定义， Nullable<T>也没有 monad 实例，因为嵌套类型Nullable<Nullable<T>>无法构造，因此无法实现join 。

Answer 2

这更像是一个过滤操作。 在 C# 中，您习惯性地称它为Where 。 如果我们更明确地区分缺失值和填充值，可能会更容易看出，我们可以使用Maybe 容器来做到这一点：

public static Maybe<T> Where<T>(
    this Maybe<T> source,
    Func<T, bool> predicate)
{
    return source.SelectMany(x => predicate(x) ? x.ToMaybe() : Maybe.Empty<T>());
}

只有少数 容器支持过滤。 最常见的两个是Maybe （AKA Option ）和各种 collections （即IEnumerable<T> ）。

在 Haskell （它具有比 C# 更强大的类型系统） 中，这是通过名为MonadPlus的 class 启用的，但我认为 class Alternative类型实际上应该足以实现过滤。 Alternative 被描述为应用函子上的一个幺半群。 不过，我不确定这是否特别有用。

使用上面的Where方法，您可以像这样通过IsNullOrEmpty之类的检查来线程化Maybe值：

var m = "foo".ToMaybe();
var inspected = m.Where(s => !string.IsNullOrEmpty(s));

这将使m通过不变，而以下不会：

var m = "".ToMaybe();
var inspected = m.Where(s => !string.IsNullOrEmpty(s));

你可以对Nullable<T>做同样的事情，但我会把它留作练习

您也可以使用 C# 8 的新的可空引用类型语言功能来做到这一点，但我还没有尝试过。

Answer 3

我相信这通常在 FP 范例中解决，比验证null提前一步。 str值绝不能是null 。 相反，原始方法必须返回一个空集合。 这样，方法链就不必验证 null。 下一个操作将不会执行，因为没有要操作的元素

您可以找到多个参考资料。 互联网上与此相关。 https://www.informit.com/articles/article.aspx?p=2133373&seqNum=5是我可以快速抓取的一个

我从 Pluralsight 的 Zoran Horvat 课程中学到了这一点。 如果您有访问权限，请检查一下。 课程名称为“Tactical Design Patterns in .NET: Control Flow”，模块为“Null Object and Special Case Patterns”

考虑到对 FP 的兴趣，Zoran Horvat 还提供了其他有助于转换或使 OO 代码更实用的课程。 在这里回复我很兴奋，因为最近我也在研究 FP。 祝你好运！