Миран Липовача - Изучай Haskell во имя добра!

instance Monoid Ordering where

mempty = EQ

LT `mappend` _ = LT

EQ `mappend` y = y

GT `mappend` _ = GT

Экземпляр определяется следующим образом: когда мы объединяем два значения типа Orderingс помощью функции mappend, сохраняется значение слева, если значение слева не равно EQ. Если значение слева равно EQ, результатом будет значение справа. Единичным значением является EQ. На первый взгляд, такой выбор может показаться несколько случайным, но на самом деле он имеет сходство с тем, как мы сравниваем слова в алфавитном порядке. Мы смотрим на первые две буквы, и, если они отличаются, уже можем решить, какое слово шло бы первым в словаре. Если же первые буквы равны, то мы переходим к сравнению следующей пары букв, повторяя процесс [13] Специалисты по нечёткой логике могут увидеть в этом определении троичную логику Лукасевича. – Прим. ред . .

Например, сравнивая слова « ox » и « on », мы видим, что первые две буквы каждого слова равны, а затем продолжаем сравнивать вторые буквы. Поскольку « x » в алфавите идёт после « n », мы знаем, в каком порядке должны следовать эти слова. Чтобы лучше понять, как EQявляется единичным значением, обратите внимание, что если бы мы втиснули одну и ту же букву в одну и ту же позицию в обоих словах, их расположение друг относительно друга в алфавитном порядке осталось бы неизменным; к примеру, слово « oix » будет по-прежнему идти следом за « oin ».

Важно, что в экземпляре класса Monoidдля типа Orderingвыражение x `mappend` yне равно выражению y `mappend` x. Поскольку первый параметр сохраняется, если он не равен EQ, LT `mappend` GTв результате вернёт LT, тогда как GT `mappend` LTв результате вернёт GT:

ghci> LT `mappend` GT

LT

ghci> GT `mappend` LT

GT

ghci> mempty `mappend` LT

LT

ghci> mempty `mappend` GT

GT

Хорошо, так чем же этот моноид полезен? Предположим, мы пишем функцию, которая принимает две строки, сравнивает их длину и возвращает значение типа Ordering. Но если строки имеют одинаковую длину, то вместо того, чтобы сразу вернуть значение EQ, мы хотим установить их расположение в алфавитном порядке.

Вот один из способов это записать:

lengthCompare :: String –> String –> Ordering

lengthCompare x y = let a = length x `compare` length y

b = x `compare` y

in if a == EQ then b else a

Результат сравнения длин мы присваиваем образцу a, результат сравнения по алфавиту – образцу b; затем, если оказывается, что длины равны, возвращаем их порядок по алфавиту.

Но, имея представление о том, что тип Orderingявляется моноидом, мы можем переписать эту функцию в более простом виде:

import Data.Monoid

lengthCompare :: String –> String –> Ordering

lengthCompare x y = (length x `compare` length y) `mappend`(x `compare` y)

Давайте это опробуем:

ghci> lengthCompare "ямб" "хорей"

LT

ghci> lengthCompare "ямб" "хор"

GT

Вспомните, что когда мы используем функцию mappend, сохраняется её левый параметр, если он не равен значению EQ; если он равен EQ, сохраняется правый. Вот почему мы поместили сравнение, которое мы считаем первым, более важным критерием, в качестве первого параметра. Теперь предположим, что мы хотим расширить эту функцию, чтобы она также сравнивала количество гласных звуков, и установить это вторым по важности критерием для сравнения. Мы изменяем её вот так:

import Data.Monoid

lengthCompare :: String –> String –> Ordering

lengthCompare x y = (length x `compare` length y) `mappend`

(vowels x `compare` vowels y) `mappend`

(x `compare` y)

where vowels = length . filter (`elem` "аеёиоуыэюя")

Мы создали вспомогательную функцию, которая принимает строку и сообщает нам, сколько она содержит гласных звуков, сначала отфильтровывая в ней только буквы, находящиеся в строке "аеёиоуыэюя", а затем применяя функцию length.

ghci> lengthCompare "ямб" "абыр"

LT

ghci> lengthCompare "ямб" "абы"

LT

ghci> lengthCompare "ямб" "абр"

GT

В первом примере длины оказались различными, поэтому вернулось LT, так как длина слова "ямб"меньше длины слова "абыр". Во втором примере длины равны, но вторая строка содержит больше гласных звуков, поэтому опять возвращается LT. В третьем примере они обе имеют одинаковую длину и одинаковое количество гласных звуков, поэтому сравниваются по алфавиту, и слово "ямб"выигрывает.

Моноид для типа Orderingочень полезен, поскольку позволяет нам без труда сравнивать сущности по большому количеству разных критериев и помещать сами эти критерии по порядку, начиная с наиболее важных и заканчивая наименее важными.

Рассмотрим несколько способов, которыми для типа Maybe aмогут быть определены экземпляры класса Monoid, и обсудим, чем эти экземпляры полезны.

Один из способов состоит в том, чтобы обрабатывать тип Maybe aкак моноид, только если его параметр типа aтоже является моноидом, а потом реализовать функцию mappendтак, чтобы она использовала операцию mappendдля значений, обёрнутых в конструктор Just. Мы используем значение Nothingкак единичное, и поэтому если одно из двух значений, которые мы объединяем с помощью функции mappend, равно Nothing, мы оставляем другое значение. Вот объявление экземпляра:

instance Monoid a => Monoid (Maybe a) where

mempty = Nothing

Nothing `mappend` m = m

m `mappend` Nothing = m

Just m1 `mappend` Just m2 = Just (m1 `mappend` m2)

Обратите внимание на ограничение класса. Оно говорит, что тип Maybeявляется моноидом, только если для типа aопределён экземпляр класса Monoid. Если мы объединяем нечто со значением Nothing, используя функцию mappend, результатом является это нечто. Если мы объединяем два значения Justс помощью функции mappend, то содержимое значений Justобъединяется с помощью этой функции, а затем оборачивается обратно в конструктор Just. Мы можем делать это, поскольку ограничение класса гарантирует, что тип значения, которое находится внутри Just, имеет экземпляр класса Monoid.

ghci> Nothing `mappend` Just "андрей"

Just "андрей"

ghci> Just LT `mappend` Nothing

Just LT

ghci> Just (Sum 3) `mappend` Just (Sum 4)

Just (Sum {getSum = 7})

Это полезно, когда мы имеем дело с моноидами как с результатами вычислений, которые могли окончиться неуспешно. Из-за наличия этого экземпляра нам не нужно проверять, окончились ли вычисления неуспешно, определяя, вернули они значение Nothingили Just; мы можем просто продолжить обрабатывать их как обычные моноиды.