在 Haskell IO() 主函數中返回值

Question

有一個看起來像這樣的腳本：

main :: IO ()
main = do
  tehfile <- readIniFile "somefile"

  z <- case tehfile of
    Left a -> 42
    Right b -> print "bar"

  x <- case tehfile of
    Left a -> print "foo"
    Right b -> print "bar"

  return ()

我收到諸如"No instance for (Num (IO ())) arising from the literal '42'" 。 這是非常神秘的，但是將值 42 更改為不同的類型我已經能夠確定函數 main - IO()的類型與 42 的類型不匹配，Num。

我的問題是，為什么盡管模式匹配的結果存儲在變量z並且顯式返回 a ()而不是z ，但我仍然收到類型錯誤？ 在 Scala 中，如果沒有return () ， x將按照約定返回。 Haskell 的這種行為真的讓我感到困惑，因為我只能將其解釋為main:IO()所有變量都需要是IO()類型。 我對么？

Answer 1

這個答案主要基於您的評論，我在下面引用了該評論，以免丟失。 （並且為它的長度道歉：我真的不打算讓它變得如此龐大，但我覺得有很多話會有所幫助。希望是這樣，但請不要猶豫告訴我不是。）

Read INI file, read section list off it, print it into stdout, ask for user to choose one of them(simple getline is fine) and then set the selected section as [default]. Pretty much. My main struggle is constant type error when I store results of functions perfroming what I want in main.

這是您鏈接到的代碼：

module Main where
import Data.Ini

main :: IO ()
main = do
  tehfile <- readIniFile "/Users/g.reshetniak/.aws/credentials" -- ~/.aws/credentials: openFile: does not exist --> why shell expansion doesn't work?

  s <- case tehfile of
    Left a -> print "woot"
    Right b -> head (map (\x -> print x) (sections b)) --TODO why this prints one element instead of mapping print over all section

  --TODO selected_profile <- getLine
  --TODO why `selected_profile <- getLine` is different from `let selected_profile = getLine` ?

  p <- case tehfile of
    Left c -> print "oops" --TODO why this does not print "oops" on lacking profile, instead prints Left "Couldn't find section: selected_profile"
    Right d -> print (lookupValue "selected_profile" "aws_access_key_id" d)
  return ()

現在我必須承認我以前從未遇到過“INI 文件”，所以我不熟悉這種格式。 所以其中一些是基於我可以從您正在使用的Data.Ini模塊的文檔中收集到的信息（平心而論，這似乎非常簡單）。 所以我不能保證向你展示如何做你想要的（特別是我真的不知道你所說的“將所選部分設置為[默認]”是什么意思） - 但我希望回答一些問題您已經在代碼注釋中提出了問題，並且可能糾正了您對在 Haskell 中執行 I/O 的一些誤解。

我從這個文件中注意到的第一件事，就像原始問題中的代碼一樣，是您使用<-運算符將變量綁定到值，但不使用它們。 在 Haskell 的do塊中執行s <- someValue有點像在命令式語言中執行s = someValue 。 如果您之后不使用s變量，那么在命令式語言中這樣做是毫無意義的，而在 Haskell 中它也完全沒有意義，原因完全相同。 換句話說，這：

main = do
    ....
    s <- someValue
    ....

是，如果第二個....沒有在任何地方提到s ，完全等同於：

main = do
    ....
    someValue
    ....

請注意， someValue已保留在那里，因為它可能具有一些對程序很重要的副作用 - 但無論該操作返回的“結果”如何，如果有的話，都是不需要的。

例如，這里是 Haskell 中最簡單的控制台應用程序，該程序會詢問您的姓名，然后使用它向您致意：

main = do
    putStrLn "Please tell me your name"
    name <- getLine
    putStrLn $ "Welcome, " ++ name ++ "!

其工作方式是getLine是IO String類型的“IO 操作”。 它基本上相當於Python的input函數（更准確地說， name <- getLine相當於Python中的name = input() ）：它是一個“動作”，執行時從控制台讀取一行輸入，然后“返回”用戶輸入的字符串。 如果您想訪問該字符串，您必須按照上述操作並將其綁定到帶有<- “operator” 的變量。 （它不是真正的運算符——它實際上是一種特殊的語法糖，但現在不用擔心，如果你願意，你可以把它想象成一個運算符。）但是，如果你只是想向用戶打招呼每次都以相同的方式，那么您就不需要綁定結果，只需執行以下操作：

main = do
    putStrLn "Please tell me your name"
    getLine
    putStrLn "Welcome!"

即使程序完全忽略它，它仍然給用戶輸入他們名字的樂趣。

通常，當您在main或任何其他IO操作中有do塊時，每一行都必須是IO a類型的表達式，其中a可以是任何類型（只有最后一行必須具有“正確”類型對於a - 通常是IO ()在main的情況下）。 當您執行x <- something ， something類型又something IO a ，然后 x 的類型將是a ：它是您作為 IO 操作的結果得到的任何something ，它保證是a類型a因為something具有輸入IO a 。

所以當你這樣做時，在你的程序開始時：

tehfile <- readIniFile "somefile"

我們從文檔中注意到readIniFile類型為FilePath -> IO (Either String Ini) ，我們看到readIniFile "somefile"類型為IO (Either String Ini) ，因此tehFile類型為Either String Ini 。

我認為您已經理解了這一點，因為您隨后使用Left和Right在tehfile進行了模式匹配，鑒於其類型，這是完全正確的。 但是，您接下來要做的事情並沒有真正意義，並且會導致編譯器錯誤。

基本上，如果文件被成功打開和解析， tehFile將是一個Right值，其中包含一個Ini類型的值，這似乎是文件中數據的表示。 如果出現任何問題，您將獲得一個Left值，其中包含一個String ，我認為這將是某種解釋出了什么問題的錯誤消息。

你當然可以這樣做：

case tehfile of
    Left e -> print $ "an error occurred: " ++ e
    ....

為了向用戶顯示任何出錯的細節。 但請注意， case表達式正是一個表達式，因此必須有一個類型。 特別是，所有分支的結果——這里是Left分支和Right分支——必須具有相同的類型。 print接受某種可打印類型的值並輸出IO () 。 因此， Right b分支還必須輸出IO ()類型的值 - 換句話說，它必須像print "woot" ，是可能執行某些 IO 但沒有有意義的“結果”的操作。

你實際上已經這樣做了：

head (map (\x -> print x) (sections b))

我會寫得更簡潔易讀（但完全等效），如

head $ map print (sections b)

這是完全類型正確的： sections b是一個Text值列表（本質上是字符串）， print將每個值轉換為IO ()類型的值（帶有打印值的副作用），然后head取第一個元素。 所以上面的表達式有類型IO () ，根據你的需要 - 它是一個 IO 操作，它只是打印“部分”值的第一個。 您的評論表明您對僅打印第一個元素感到困惑：這是 Haskell 懶惰評估的結果。 在“熱切”的語言中， map print (sections b)會打印所有這些值，但在這里您只需要這些值中的第一個，因此實際上只打印了第一個部分。

當然，正如您可能注意到的那樣，簡單地執行輸入是不正確的

Right b -> map print (sections b)

因為右邊的表達式的類型為[IO ()]並且您需要一個IO () 。 這就是mapM_函數的用途：

Right b -> mapM_ print (sections b)

在可觀察效果方面會做完全相同的事情，但類型現在是您需要的IO () 。 [它是mapM一個變體，它運行在一個值列表上，並使用一個函數從每個值中進行 IO 操作，而不是像map那樣返回操作列表，而是返回一個結果為列表的操作每個單獨動作的相應結果。 mapM_是相同的，但會“丟棄”結果，因此結果不是IO [a]形式，而是IO () ，正如您在此處需要的那樣。 還要注意，這兩個函數都比我在這里解釋的更通用，但這就是它們與列表和 IO 一起工作的方式，這是它們的一個非常常見的用例。]

把它放在一起，對於這段代碼，你將擁有：

case tehfile of
    Left e -> print $ "an error occurred: " ++ e
    Right b -> mapM_ print (sections b)

並注意我故意省略了s <-在它之前，它可以在您的代碼中找到。 這樣做是完全有效的，但您不僅不會在以后的代碼中s任何地方使用s （使<-像我上面解釋的那樣無用），而且您甚至絕對無法使用它。 case表達式的類型為IO () ，因此任何綁定到結果的內容都將具有類型() - 而()是一種只有一個值的類型。 這就是為什么我們對像main這樣沒有合理結果值的操作使用IO ()的原因，因為類型系統要求我們在這里使用某種類型，並且使用一種本質上告訴我們沒有任何意義的類型，如果沒有任何明智的去那里。

是的，我已經走了很長時間了。 希望你從上面得到了一些東西。 在我簽字之前，我將嘗試做一些簡單的事情。 首先，回答您在評論中提出的其他問題：

why selected_profile <- getLine` is different from `let selected_profile = getLine` ?

let selected_profile = getLine基本上只是一個局部變量賦值。 在這種情況下，它使selected_profile等於getLine ，這是IO String類型的操作。 它實際上並不“執行”任何 IO，而只是允許您以新名稱使用getLine IO 操作 - 回到 Python，就像在該語言中執行selected_profile = input一樣； 該行本身不會要求用戶提供任何東西，直到您執行該功能才會發生這種情況。 Haskell 中的getLine不是函數，而是一個“動作”（由運行時執行，而不是在 Haskell 代碼中執行），但原理是相同的。 而selected_profile <- getLine是實際運行getLine操作的對象，以詢問用戶輸入，然后將其分配給局部變量selected_profile 。

why this does not print "oops" on lacking profile, instead prints Left "Couldn't find section: selected_profile"

這是因為，在更廣泛的代碼上下文中，您成功打開並解析了 INI 文件，因此tehfile保存了Right值。 看來要打印“哎呀”，如果用戶對所選配置文件的輸入不能在文件中找到，但為了做到這一點，你需要運行lookUpValue第一功能，其結果模式匹配，以在Left （錯誤）值的情況下打印“oops”。

因此，為了完善，這里有一個非常簡單的main版本，它至少可以非常粗略地按照您的意圖執行。 請注意，您需要從Data.Text導入pack以進行編譯（這只是從String到Text的轉換，不要讓我開始了解 Haskell 中可笑的字符串類型數量以及為什么是默認類型， String ，太糟糕了，沒有嚴肅的應用程序使用它，但大多數標准庫函數仍然強迫你）：

main :: IO ()
main = do
  tehfile <- readIniFile "/Users/g.reshetniak/.aws/credentials" 

  case tehfile of
    Left e -> print $ "Failed to parse file: " ++ e
    Right i -> do
       mapM_ print (sections b)
       putStrLn "Please select which section you would like"
       selected_profile <- getLine
       case lookupValue (pack selected_profile) "aws_access_key_id" i of
           Left e -> putStrLn $ "oops, an error: " ++ e
           Right v -> print v

（請注意，我沒有嘗試編譯或運行上面的代碼，所以如果發生任何意外，請告訴我。每當我一次編寫超過 4 行的 Haskell 代碼時，我似乎總是有一些愚蠢但很容易修復的錯誤...）