Freer Effectsが、だいたいわかった: 14 Freer Effectsで、IOモナドなどの既存のモナドを使用する

はじめに

Freer Effectsでは、型リストの要素であるモナドの効果を、ひとつずつ処理していく。しかし、IOやSTなどのモナドは、そのようなやりかたでは処理できない。IOなどのモナドは「そのまま」処理系にわたす必要がある。

また、Freer Effectsのわくぐみ以外の、たとえばモナド変換子といったわくぐみを使ったモナドについても、Freer Effectsの仕組みでは処理できない。

そのようなFreer Effectsの範囲外にあるモナドを利用するには、これらのモナドを型リストの最後の要素として残しておき、「そのまま」とりだすような仕組みが必要になる。

目次

(0). 導入

開かれた直和型から最後の効果を取り出す

src/OpenUnion.hs

extract :: Union '[t] a -> t a
extract (Union _ tx) = unsafeCoerce tx

公開されたAPIを使って、まともに構成されたUnion型の値であれば、定義中の(Union _ tx)で_(ワイルドカード)がマッチする値は0であるはずだ。なので、unsafeCoerceはその値を確認しなくても安全に適用できる。モジュールOpenUnionのエクスポートリストに関数extractを追加しておく。

モジュールEffのOpenUnionを導入するimport文のインポートリストに関数extractを追加したうえで、関数runMを定義する。

src/Eff.hs

runM :: Monad m => Eff '[m] a -> m a
runM (Pure x) = return x
runM (u `Bind` q) = runM . q =<< extract u

関数extractを適用して「最後に残った効果」を取り出している。取り出されたモナドがかえす値をバインド演算子で、qにあたえ、その結果にさらに関数runMを適用することで、Eff '[m] aをm aに変換している。

StateモナドとIOモナドとを混ぜ合わせる例

モジュールSampleに「StateモナドとIOモナドとを混ぜ合わせる例」を追加する。

src/Samples.hs

runMSample :: (Member (State Integer) effs, Member IO effs) => Eff effs ()
runMSample = do
        (a :: INteger) <- get
        inj (print a) `Bind` Pure

この形は何度も出てきているが、Bind (inj m) Pureとすることで、モナドmをEff effs aのかたちに変換することができる。ここではmがprint aだということ。試してみよう。

*Samples> runM $ runMSample `runState` 123
123
((),123)

print aによって取り出した状態が表示されている。

まとめ

最後に残った効果がモナドであったときに、それをそのまま取り出す関数runMを定義した。これを使えば、Freer Effectsのわくぐみの外で定義されたモナドをFreer Effectsで定義された効果と混ぜて使うことができる。ただし、そのような生(なま)のモナドは型リストの末尾に置かれ、「最後に取り出す」ことしかできず、また複数指定することもできない。