Почему в Haskell нет трансформатора IO?

Каждая другая монада поставляется с версией трансформатора, и из того, что я знаю, идея трансформатора - это общее расширение монадов. После того, как строятся другие трансформаторы, IOT будет что-то вроде

newtype IOT m a = IOT { runIOT :: m (IO a) }

для которого я мог бы делать полезные приложения на месте: IOT Maybe может либо выполнить операцию ввода-вывода, либо ничего, IOT [] может создать список, который позже может быть sequence d.

Итак, почему в Haskell нет трансформатора IO?

(Заметки: Я видел этот пост в Haskell Cafe, но не может его сильно понять. Кроме того, страница Hackage для трансформатора ST упоминает, возможно, связанную с этим проблему в описании, но не предоставляет никаких подробностей.)

Ответ 1

Рассмотрим конкретный пример IOT Maybe. Как вы могли бы написать экземпляр Monad для этого? Вы можете начать с чего-то вроде этого:

instance Monad (IOT Maybe) where
    return x = IOT (Just (return x))
    IOT Nothing >>= _ = IOT Nothing
    IOT (Just m) >>= k = IOT $ error "what now?"
      where m' = liftM (runIOT . k) m

Теперь у вас есть m' :: IO (Maybe (IO b)), но вам нужно что-то типа Maybe (IO b), где - самое главное - выбор между Just и Nothing должен определяться m'. Как это будет реализовано?

Ответ, конечно, заключается в том, что это не так, потому что это невозможно. Вы также не можете обосновать unsafePerformIO там, скрытый за чистым интерфейсом, потому что в основном вы запрашиваете чистое значение - выбор конструктора Maybe - зависеть от результата чего-то в IO. Nnnnnope, не произойдет.

В общем случае ситуация еще хуже, потому что произвольное (универсально квантифицированное) Monad еще более невозможно развернуть, чем IO.

Кстати, используемый вами трансформатор ST реализован иначе, чем предлагаемый IOT. Он использует внутреннюю реализацию ST в качестве State -подобной монады с использованием специальных примитивов ~~magic pixie dust~~, предоставляемых компилятором, и на основе этого определяет трансформатор StateT. IO реализуется внутри как еще более магический ST, и поэтому гипотетический IOT может быть определен аналогичным образом.

Не то, чтобы это действительно меняло что-то, отличное от того, что, возможно, давало вам лучший контроль над относительным упорядочением нечистых побочных эффектов, вызванных IOT.