Критика монади IO розглядається як державна монада, що діє на світ

IOМонада в Haskell часто пояснюється як державної монади , де держава є світ. Таким чином, значення IO aмонади типу розглядається як щось подібне worldState -> (a, worldState).

Деякий час тому я прочитав статтю (або повідомлення в блозі / списку розсилки), в якому критикував цю точку зору і наводив кілька причин, чому це не правильно. Але я не пам'ятаю ні статті, ні причин. Хтось знає?

Редагувати: Стаття здається втраченою, тому почнемо тут збирати різні аргументи. Я починаю щедро робити цікавіші речі.

Редагувати: Стаття, яку я шукав, - це вирішення незручного загону: монадійний введення / вихід, одночасність, винятки та дзвінки на іноземній мові в Haskell Саймона Пейтона Джонса. (Завдяки відповіді TacTics.)

Проблема IO a = worldState -> (a, worldState)полягає в тому, що якби це було правдою, то ми могли б довести це forever (putStrLn "Hello") :: IO aі undefined :: IO aрівні. Ось доказ люб'язності доліо (2010, irc):

forever m
 =
m >> forever m
 =
fix (\r -> m >> r)
 = {definition of >> for worldState -> (a, worldState)}
fix (\r -> \w -> r (snd $ m w))

Лема: (\r w -> r (snd $ m w)) ⊥ = ⊥

(\r w -> r (snd $ m w)) ⊥
  =
\w -> ⊥ (snd $ m w))
  =
⊥ . snd . m
  =
⊥

Тому forever m = fix (\r -> \w -> r (snd $ m w)) = ⊥

Зокрема, forever (putStrLn "Hello") = ⊥а отже, forever (putStrLn "Hello")і undefinedрівнозначні програми. Однак, очевидно, вони не повинні вважатися рівнозначними програмами, ні теоретично, ні на практиці.

Зауважте, що ця модель помилкова навіть без посилань на одночасність.

Ось банальна відповідь: будь-яка зміна стану монади держави пов'язана з будь-якими діями, здійсненими в монаді. Якщо дійсно пояснення "WorldState -> (a, WorldState)" вимагає тієї ж властивості, причому WorldState є чистою цінністю, що змінюється лише монада IO, це неправильно. Зміни часу, вміст файлів, стан ручок тощо можуть змінюватися незалежно від того, що відбувається в монаді IO. У цьому суть монади IO. Той факт, що GHC переходить навколо значення RealWorld (або ж, коли це було) під ним, - це гарантувати, що все буде впорядковано в порядку, наскільки я знаю, якщо це (можливо, можна щось поставити у значення ST).

Я написав допис у блозі на тему, як моделювати IO як форму асиметричної кореневища, що спілкується із системою виконання для вашої мови. (Це правда, третя частина серії)

http://comonad.com/reader/2011/free-monads-for-less-3/

Цей пост висвітлює трохи того, чому незрозуміло міркувати про семантику «миротворчих».

Див. Розбір протиграшного загону .

Найбільшою причиною є те, що в RealWorld державні моделі МО монади не дуже добре працюють з одночасністю. SPJ у цій читаній класиці надає перевагу використанню оперативної семантики для її розуміння.

Основна скарга на моделі держав RealWorld полягає в тому, що, як стверджує TacTics, прохідний світ не обов'язково працює з одночасністю. Але Вутер Свіерстра та Торстен Альтенкірх показали, як міркувати про сумісність як про ефект, що проходить у світі, з фіксованою, але довільною послідовністю переплетення ниток у своїй роботі "Краса в звірі: функціональна сематика для невдалого загону": http : //www.staff.science.uu.nl/~swier004/Publications/BeautyInTheBeast.pdf

Код, відповідний цьому, знаходиться на Hackage як IOSpec: http://hackage.haskell.org/package/IOSpec

Я думаю, теза Вутера детальніше описується: http://www.staff.science.uu.nl/~swier004/Publications/Thesis.pdf