對于大多數(shù)剛剛?cè)腴T函數(shù)式編程的同學(xué)來說，monad（單子、又叫單體）可能是這里面的一道坎。你可能對 map 、 flatMap 以及 filter 再熟悉不過，可是到了高階的抽象層次上就又會變得一臉懵逼。其實每個人在學(xué)習(xí)的階段都會經(jīng)歷這個過程，不過希望這篇文章能讓你重新理解 monad 以及其他相關(guān)的概念。

Optional

Swift 作為一門類型安全的強類型語言，它在編譯階段就會對你的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行比較多的檢查。因此，在 Swift 中我們遇到了一種新的數(shù)據(jù)類型，叫做?Optional?。它的定義如下：

Optional 是個枚舉類型，可以看到它有兩個值： none 以及 some 。簡單點講：

值要么存在（presence），要么不存在（absence）。

這也就意味著 Optional 可能是包含了一個某個類型的值（ some ），也可能是什么都沒有（ none ）。在這里，Optional 就是個容器（ container ）。

對于基礎(chǔ)類型，在其后面直接加上 ? 就代表了這就是個可選值類型（Optional value）。默認(rèn)值即為 Optional 的預(yù)設(shè)值 nil （區(qū)別于 Objective-C）。

判斷一個可選值是否為空，我們通常會采用 if let 的寫法來解包（wrap an optional）。

Map

基礎(chǔ)類型的 map 函數(shù)調(diào)用是非常簡單的：

如果對于 Optional 呢？

我們發(fā)現(xiàn)， map 函數(shù)作用在 Optional 上時：

• 值存在（ .some ）：值類型 Optional(Int) ，返回值類型 Optional(Int) ；
• 值不存在（ .none ）：返回值等同輸入（ nil ）。

map 函數(shù)定義在 Optional 上，最大的好處就在于空值（ nil ）的處理，不需要我們再去使用 if let 解包（空值并沒有乘法運算）：

因此：

map 只對值存在的可選值進(jìn)行處理。

map 通常的表示方法：

在這里，容器 Container 就相當(dāng)于 Optional ，泛型 T 和 U 均為 Int 類型。在處理完 Int 值后 map 函數(shù)就把 Int 型轉(zhuǎn)換成了 Optional(Int) ，并返回。

Async Callback Trouble

處理異步的網(wǎng)絡(luò)請求是一件痛苦的事情。你一定碰到過：

為什么我的異步回調(diào)就沒有一種方式能夠告訴我在哪里出錯了呢？方案其實也很簡單，我們先在定義一下異步處理的結(jié)果（ Result ）：

有沒有發(fā)現(xiàn) Result 類型很像 Optional ？沒錯。它能包含一個成功的返回值；也能在沒有返回值時提供一個錯誤消息。

我們也同時希望 map 能幫我們處理 Result ：如果有結(jié)果，就從 JSON 轉(zhuǎn)換到 String 、再轉(zhuǎn)換到其他類型；否則返回錯誤信息。

這樣的 map 函數(shù)怎么寫呢？不妨先來看一下：

舉個最基本的例子，我們希望將返回的 JSON 轉(zhuǎn)換成 String ，那在這里， map 所接受的高階變換 f 就是一個 JSON -> String 的函數(shù)。調(diào)用時， Result<JSON> 就會通過 map 最終轉(zhuǎn)換成 Result<String> 類型。

看上去很不錯！

Functor

在了解 monad 之前，我們先來了解一下它的孿生兄弟：functor（函子）。

從上面的例子中可以看到，在調(diào)用 map 函數(shù)后，我們還會把 String 類型的結(jié)果封裝成了一個可選值 Result<String> 。

像這樣能夠從容器（Container，這里即 Result ）中取出元素，并通過某個函數(shù)將其轉(zhuǎn)換成可以再次被容器包裝的結(jié)果的類型就稱之為 functor。

還有些不懂？沒事，暫時就先記住有 functor 這么個玩意兒。

FlatMap

重新回到之前 JSON -> String 的例子上來。假設(shè)我們已經(jīng)將某個 json 轉(zhuǎn)換成了字符串，現(xiàn)在需要將字符串重新格式化，那我們應(yīng)該需要再調(diào)用一次 map ：

不過我們多么希望返回的結(jié)果是個 Result<String> 的類型。不如寫一個函數(shù)來解包帶有兩層的 Result<T> 。

還有一點，在寫 flatten 函數(shù)的時候，我們也同時考慮了在 map 函數(shù)中出現(xiàn)轉(zhuǎn)換失敗的問題。轉(zhuǎn)換正確的時候的確我們的 map 的輸出是個 String 類型的值，隨之輸出 Result<String> 進(jìn)入下一層的 map ；如果失敗，則應(yīng)當(dāng)是被轉(zhuǎn)換成 .failure 的結(jié)果。

將 map 和 flatten 結(jié)合一下，我們就得到了所謂的 flatMap （又稱作 bind ）：

通過 flatMap 我們可以非常輕松地處理中途出現(xiàn)的錯誤異常，并對給定類型進(jìn)行多次連續(xù)的類型轉(zhuǎn)換。

Monad

最后再來說什么是 monad。Chris Edihof 曾在他的文章中指出：

如果可以為某個類型定義它的 flatMap 方法，那么這個類型通常就是個 monad 。（If you can define flatMap for a type, the type is often called a monad .）

在這里，我們通過 map 和 flatten 實現(xiàn)了 Result 類型的 flatMap 。此時，我們就可以說 Result 這個類型就是一個 monad。

Deal with Monad

到現(xiàn)在你就可以非常輕松地處理你的異步請求了。

Summary

• 重新回顧一下 map 和 flatMap 在 Result<T> 上的工作方式：

• Functor、monad 可以看作是一種運算的抽象。它們的目的都是為了更好的解決類型的封裝和轉(zhuǎn)換。

Further Reading

• ReactiveCocoa

• Promise & Future

• Swift 中的 throw 及 rethrow

References

Functor and Monad in Swift - Javier Soto

Swift 燒腦體操（五）- Monad - 唐巧

Monads Everywhere: Porting C#’s Tasks to Swift - Nevyn Bengtsson

Monads in Swift - Chris Edihof

続?ゲンバのSwift

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來自：http://blog.cee.moe/recap-monad.html

http://www.open-open.com/lib/view/open1478588965804.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的重新理解 Monad的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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