帮助C＃开发人员了解：什么是monad？
这些天有很多关于monad的讨论。 我已经阅读了一些文章/博客文章，但是我不能用他们的例子去充分理解这个概念。 原因是monad是一个function性的语言概念，因此这些例子是用我没有用过的语言（因为我没有深入地使用函数式语言）。 我不能够深入地把握这个语法来完全遵循这些文章，但是我可以告诉我们这里有一些值得理解的东西。
但是，我非常了解C＃，包括lambdaexpression式和其他function特性。 我知道C＃只有一个function特性的子集，所以monad不能用C＃表示。
但是，当然可以传达这个概念吗？ 至less我希望如此。 也许你可以提供一个C＃的例子作为基础，然后描述一下C＃开发人员希望他能从那里做什么，但不能，因为这种语言缺乏函数式编程function。 这将是太棒了，因为它会传达单子的意图和好处。 所以这里是我的问题： 对于C＃3开发人员来说，可以给monads最好的解释是什么？
谢谢！
（编辑：顺便说一下，我知道至less有3个“monad”是什么问题，但是我面对同样的问题…所以这个问题是需要imo的，因为C＃开发人员重点，谢谢。）
你整天编程的大部分function是把一些function结合起来，从而build立更大的function。 通常，你不仅在你的工具箱中有函数，还有其他一些东西，比如运算符，variables赋值等，但是通常你的程序把大量的“计算”结合到一起，进一步结合在一起。
monad是一种“计算组合”的方法。
通常你最基本的“算子”将两个计算结合在一起; ：
a; b
当你这样说时，你的意思是“先做a ，然后做一个b ”。 结果a; b a; b基本上又是一个可以与更多东西结合在一起的计算。 这是一个简单的monad，它是一种将较小的计算结合到较大的计算的方法。 The ; 说：“做左边的事，然后做右边的事”。
在面向对象语言中另一个可以被看作monad的东西是. 。 通常你会发现这样的事情：
ab().c().d()
的. 基本上就是“评估左边的计算，然后调用右边的方法”。 这是将函数/计算结合在一起的另一种方法，比起来要复杂一点; 。 和把事物连在一起的概念. 是一个monad，因为它是将两个计算结合到一起的一种新计算。
另一个相当常见的monad，没有特别的语法，就是这种模式：
rv = socket.bind(address, port); if (rv == -1) return -1; rv = socket.connect(...); if (rv == -1) return -1; rv = socket.send(...); if (rv == -1) return -1;
-1的返回值表示失败，但是没有真正的方法来抽象出这个错误检查，即使你有很多需要以这种方式组合的API调用。 这基本上就是另外一个按规则组合函数调用的monad，“如果左边的函数返回-1，我们自己返回-1，否则调用右边的函数”。 如果我们有一个操作符>>=做了这个事情，我们可以简单地写：
socket.bind(...) >>= socket.connect(...) >>= socket.send(...)
它会使事情更具可读性，有助于抽象出我们特殊的function组合方式，这样我们就不需要一遍又一遍地重复自己。
而且还有更多的方法来组合函数/计算，这些函数/计算作为一般模式是有用的，并且可以在monad中被抽象化，使monad的用户能够写出更简洁明了的代码，因为所有的簿记和pipe理使用的函数在monad中完成。
例如，上面的>>=可以扩展为“做错误检查，然后调用我们作为input获取的套接字的右侧”，这样就不需要明确指定socket多次：
new socket() >>= bind(...) >>= connect(...) >>= send(...);
正式的定义有点复杂，因为你不得不担心如何得到一个函数的结果作为下一个函数的input，如果这个函数需要这个input，并且你想确保你组合的函数适合你试图把它们组合在你的monad中。 但是基本的概念只不过是把不同的function组合在一起。
我发表这个问题已经有一年了。 发布之后，我钻研了几个月的Haskell。 我非常喜欢它，但是当我准备钻研Monad时，我把它放在一边。 我回去工作，专注于我的项目所需的技术。
昨天晚上，我来重读这些回复。 最重要的是 ，我在上面提到 的Brian Beckmanvideo的文本评论中重新阅读了具体的C＃示例 。 这是完全清楚，照亮，我决定直接在这里发布。
因为这个意见，不仅我觉得我明白Monads是什么…我知道我已经用C＃写了一些Monad的东西…或者至less非常接近，并且努力解决同样的问题。
所以，这里的评论 – 这是从sylvan 的评论这里直接引用：
这很酷。 这虽然有点抽象。 我可以想象，由于缺乏实际的例子，不知道单子的人已经被弄糊涂了。
所以，让我试着去遵守，而且要真正清楚我会在C＃中做一个例子，即使它看起来很丑。 我将在最后添加相当于Haskell的内容，并向您展示酷酷的Haskell语法糖，这是IMO，monads真正开始变得有用的地方。
好吧，所以最简单的Monad之一在Haskell被称为“Maybe monad”。 在C＃中，Maybetypes被称为Nullable<T> 。 它基本上是一个微小的类，只是封装了一个值的概念，它是有效的，有一个值，或者是“空的”，没有价值。
坚持在monad中结合这种types值的一个有用的东西是失败的概念。 也就是说，我们希望能够查看多个可为null的值，并在其中任何一个为null立即返回null。 例如，如果您在字典中查找大量的键，并且最后想要处理所有结果并以某种方式将它们组合在一起，那么这可能很有用，但是如果任何键不在字典中，你想为整个事情返回null 。 手动检查每个查找是否为null并且返回是非常繁琐的，所以我们可以在bind操作符中隐藏这个检查（这就是monads的要点，我们在bind操作符中隐藏了簿记，这使得代码更容易使用，因为我们可以忘记的细节）。
这是激励整个事情的程序（我将在后面定义Bind ，这只是为了告诉你为什么它很好）。
class Program { static Nullable<int> f(){ return 4; } static Nullable<int> g(){ return 7; } static Nullable<int> h(){ return 9; } static void Main(string[] args) { Nullable<int> z = f().Bind( fval => g().Bind( gval => h().Bind( hval => new Nullable<int>( fval + gval + hval )))); Console.WriteLine( "z = {0}", z.HasValue ? z.Value.ToString() : "null" ); Console.WriteLine("Press any key to continue..."); Console.ReadKey(); } }
现在，忽略一下，C＃中的Nullable已经有了支持（你可以一起添加可为null的int，如果null为null，你将得到null）。 让我们假装没有这样的function，它只是一个没有特殊魔法的用户定义的类。 关键是我们可以使用Bind函数将一个variablesBind到我们的Nullable值的内容上，然后假装没有什么奇怪的事情，像正常的整数一样使用它们，然后把它们加在一起。 我们用最后一个可为空的结果来包装结果，并且可以为null（如果f ， g或h任何一个返回null），或者它将是f ， g和h相加的结果。 （这与我们如何将数据库中的行绑定到LINQ中的variables类似，并且知道Bind运算符将确保该variables只能传递有效的行值，这是安全的。
你可以玩这个，改变任何f ， g和h返回null，你会看到整个事情将返回null。
所以很显然，绑定操作符必须为我们执行这个检查，如果遇到null值，则返回null，否则将Nullable结构中的值传递给lambda。
这是Bind操作符：
public static Nullable<B> Bind<A,B>( this Nullable<A> a, Func<A,Nullable<B>> f ) where B : struct where A : struct { return a.HasValue ? f(a.Value) : null; }
这里的types就像在video中一样。 它需要一个M a （在这种情况下C＃语法中的Nullable<A> ）和a到M b （ Func<A, Nullable<B>> C＃语法中的Func<A, Nullable<B>>的函数，并返回一个M b （ Nullable<B> ）。
代码简单地检查可为空的值是否包含一个值，如果是，则将其提取并传递给函数，否则返回null。 这意味着Bind操作符将为我们处理所有的空值检查逻辑。 当且仅当我们调用Bind的值非空时，那么这个值将被传递给lambda函数，否则我们提前退出，整个expression式为空。 这允许我们使用monad编写的代码完全没有这种空值检查行为，我们只需使用Bind并获得一个绑定到fval值（在示例代码中的fval ， gval和hval中的值的fval ，而我们可以使用它们的安全知识， Bind会照顾检查他们为null之前通过他们。
还有其他一些你可以用monad做的事情。 例如，可以让Bind操作符处理input的字符stream，并使用它来编写parsing器组合器。 然后，每个parsing器组合器可以完全忽略诸如回溯，parsing器故障等，并且只是将较小的parsing器组合在一起，就好像事情永远不会出错一样，安全的知识是巧妙的Bind实现将所有的逻辑困难的一点。 然后稍后也许有人向monad添加日志logging，但是使用monad的代码不会改变，因为所有的魔法都发生在Bind运算符的定义中，其余的代码都没有改变。
最后，这是Haskell中相同代码的实现（ --开始注释行）。
-- Here's the data type, it's either nothing, or "Just" a value -- this is in the standard library data Maybe a = Nothing | Just a -- The bind operator for Nothing Nothing >>= f = Nothing -- The bind operator for Just x Just x >>= f = fx -- the "unit", called "return" return = Just -- The sample code using the lambda syntax -- that Brian showed z = f >>= ( \fval -> g >>= ( \gval -> h >>= ( \hval -> return (fval+gval+hval ) ) ) ) -- The following is exactly the same as the three lines above z2 = do fval <- f gval <- g hval <- h return (fval+gval+hval)
正如你所看到的do ，最后的好记法使它看起来像是直接的命令式的代码。 事实上，这是devise。 Monad可以用来封装命令式编程（可变状态，IO等）中的所有有用的东西，并且使用这个很好的命令式语法来使用，但是在幕后，这只是monad和绑定操作符的巧妙实现！ 很酷的是，你可以通过实现>>=和return来实现你自己的monads。 如果你这样做，那些monad也可以使用符号，这意味着你可以通过定义两个函数来基本编写自己的小语言！
monad本质上是延迟处理。 如果你试图用不允许的语言来编写有副作用的代码（例如I / O），只允许纯计算，那么闪避就是说：“好吧，我知道你不会做副作用对我来说，但是请你计算一下，如果你这样做会发生什么？
这是一种作弊。
现在，这个解释会帮助你理解单子的全貌，但魔鬼是在细节中。 你究竟如何计算后果？ 有时候，这并不漂亮。
概述一下用户如何使用命令式编程的最好方法就是说，它把你放在一个DSL中，其中在语法上看起来像你在monad之外使用的操作被用来构build一个函数，如果你可以（例如）写入输出文件，你想要什么。 几乎（但不是真的），就好像你在一个string中构build代码，以后将被评估。
我相信其他用户会深入的发表，但是我发现这个video在一定程度上是有用的，但是我会说我还没有达到stream利的概念，以至于我可以（或者应该）开始解决Monads直观的问题。
您可以将monad看作是类必须实现的C＃ interface 。 这是一个实用的答案，忽略了为什么你想select在你的界面中使用这些声明的所有类别的理论math，并忽略了所有的原因，为什么你想要一个语言，monad试图避免副作用，但是我发现作为理解（C＃）接口的人是一个好开始。
看到我对“什么是monad？”的回答
它从一个激励的例子开始，通过这个例子工作，得出一个monad的例子，并正式定义“monad”。
它假定没有函数式编程的知识，它使用带有function(argument) := expression伪代码function(argument) := expression具有最简单的可能expression式的function(argument) := expression语法。
这个C＃程序是伪代码monad的一个实现。 （供参考： M是types构造函数， feed是“绑定”操作， wrap是“返回”操作。）
using System.IO; using System; class Program { public class M<A> { public A val; public string messages; } public static M<B> feed<A, B>(Func<A, M<B>> f, M<A> x) { M<B> m = f(x.val); m.messages = x.messages + m.messages; return m; } public static M<A> wrap<A>(A x) { M<A> m = new M<A>(); m.val = x; m.messages = ""; return m; } public class T {}; public class U {}; public class V {}; public static M<U> g(V x) { M<U> m = new M<U>(); m.messages = "called g.\n"; return m; } public static M<T> f(U x) { M<T> m = new M<T>(); m.messages = "called f.\n"; return m; } static void Main() { V x = new V(); M<T> m = feed<U, T>(f, feed(g, wrap<V>(x))); Console.Write(m.messages); } }
