extensible/Effect

モナド変換子を定義する場合、mtlパッケージと協調するにはMonadStateやMonadIOのようなクラスのインスタンスを最低6つは定義しなければならず、また、新しいクラスを作る場合も、既存のモナド変換子に対してインスタンスを作る必要があり、労力は加速するばかりである。拡張可能系構造の共通の利点である「インスタンスを共通化できる」という効果がここで効いてくる。拡張可能エフェクトは、変換子の組み合わせでは表現できないような振る舞いを含むモナドを作る際に特に力を発揮する。

競合する実装と比較した際、extensibleのEffectは以下の利点を持つ。

高速(freer-effectsの約2倍)

名前をつけることで、同じ型を持つ作用を複数持たせることができる

mtl パッケージと互換性がある

Actionにより、独自の作用を簡単に定義できる

基本形

モナドトランスフォーマーと同じように利用できる。

code: (hs)

#!/usr/bin/env stack

{- stack repl

--resolver nightly-2018-05-14

--package extensible

--package mtl

{-# LANGUAGE DataKinds #-}

{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}

import Data.Extensible

import Data.Extensible.Effect.Default

import Control.Monad (replicateM_)

import Control.Monad.Reader (ask)

import Control.Monad.State (get, put)

import Control.Monad.Writer (tell)

import Data.Monoid (Sum (Sum))

type ExampleM = Eff

'[ ReaderDef Int

, StateDef Int

, WriterDef (Sum Int)

]

testEff :: ExampleM ()

testEff = replicateM_ 100 $ do

r <- ask

s <- get

tell (Sum s)

put $! s + r

runExtensible :: ExampleM a -> ((a, Int), Sum Int)

runExtensible = leaveEff

. runWriterDef

. flip runStateDef 0

. flip runReaderDef 1

main :: IO ()

main = print $ runExtensible testEff

実行結果

code: (hs)

*Main> main

(((),100),Sum {getSum = 4950})

名前付き Eff

例えば、モナドトランスフォーマーでは State や Writer など同じエフェクトを2つ重ねることはできない。

Extensible エフェクトでは、名前付き Eff を利用することでこれを実現する。

code: (hs)

#!/usr/bin/env stack

{- stack repl

--resolver nightly-2018-05-14

--package extensible

{-# LANGUAGE ConstraintKinds #-}

{-# LANGUAGE DataKinds #-}

{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}

{-# LANGUAGE OverloadedLabels #-}

{-# LANGUAGE TypeApplications #-}

{-# OPTIONS_GHC -fno-warn-simplifiable-class-constraints #-}

import Data.Extensible

import Data.Extensible.Effect.Default

type FooBarM xs =

( Associate "foo" (WriterEff String) xs

, Associate "bar" (WriterEff String) xs

)

test :: FooBarM xs => Eff xs ()

test = do

tellEff #foo "Hello "

tellEff #bar "hoge"

tellEff #foo "world"

tellEff #bar "fuga"

main :: IO ()

main = do

print $ leaveEff $ runWriterEff @ "foo" $ runWriterEff @ "bar" test

print $ leaveEff $ runWriterEff @ "bar" $ runWriterEff @ "foo" test

実行結果

code: (hs)

*Main> main

(((),"hogefuga"),"Hello world")

(((),"Hello world"),"hogefuga")

mtl パッケージとの互換性

Data.Extensible.Effect.Default モジュールを import するだけで適切に動作する。

code: (hs)

#!/usr/bin/env stack

{- stack repl

--resolver nightly-2018-05-14

--package extensible

--package mtl

{-# LANGUAGE DataKinds #-}

import Data.Extensible

import Data.Extensible.Effect.Default

import Control.Monad.State (MonadState, modify)

increment :: (Num a, MonadState a m) => m ()

increment = modify (+1)

main :: IO ()

main = print $ leaveEff $ runStateDef increment 0

実行結果

code: (hs)

*Main> main

((),1)

mtl との対応関係

table:table

デフォルト名カスタマイズ

eff Eff '[ReaderDef r, WriterDef w, StateDef s] Eff '["foo" >: WriterEff String, "bar" >: WriterEff String]

mtl ReaderT r (WriterT w (State s)) WriterT String (Writer String)

実行するには runReaderDef, runWriterDef, runStateDef で、leaveEff で締めくくる。

code: (hs)

leaveEff . runStateDef . runWriterDef . runReaderDef

アクションの持ち上げと分解

自前のアクションを持ち上げるには liftEff を使う

分解するには peelEff1 を使う