帮助C＃开发人员理解：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，但我无法用他们的例子去充分掌握这个概念。 原因是monad是一个功能性语言概念，因此这些例子都是我没有使用过的语言（因为我没有深入地使用函数式语言）。 我无法深入地理解语法以充分跟踪文章......但我可以告诉那里有值得理解的东西。
但是，我非常了解C＃，包括lambda表达式和其他功能特性。 我知道C＃只有一部分功能特性，所以也许monad不能用C＃表达。
但是，当然可以传达这个概念吗？ 至少我希望如此。 也许你可以提供一个C＃示例作为基础，然后描述C＃开发人员希望他可以从那里做什么，但不能这样做，因为该语言缺乏函数式编程功能。 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： 您可以给C＃3开发人员提供monads的最佳解释是什么？
谢谢！
（编辑：顺便说一句，我知道至少有3个“单子”是什么，但是，我面临着同样的问题...所以这个问题需要imo，因为C＃开发人员重点，谢谢。）
你整天编程的大部分功能是将一些功能组合在一起，从而构建更大的功能。 通常，你不仅在你的工具箱中有函数，而且还有其他一些东西，比如运算符，变量赋值等，但是通常你的程序将大量的“计算”结合到更大的计算中，这些计算将进一步结合在一起。
monad是一种“结合计算”的方法。
通常你最基本的“操作员”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，它是将较小的计算结合到较大的计算的一种方法。 The ; 说：“做左边的事情，然后做右边的事情”。
另一件可以在面向对象的语言中看作monad的东西是. 。 通常你会发现这样的事情：
a.b().c().d()
这个. 基本意思是“评估左边的计算，然后调用右边的方法得到结果”。 这是将函数/计算结合在一起的另一种方式，比一点复杂一点; 。 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在一起的新方法。
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;
返回值-1表示失败，但是没有真正的方法来抽象出这种错误检查，即使您有很多需要以此方式组合的API调用。 这基本上就是另一个monad，它通过规则组合函数调用“如果左侧的函数返回-1，自己返回-1，否则调用右侧的函数”。 如果我们有一个操作符>>=做了这件事，我们可以简单地写：
socket.bind(...) >>= socket.connect(...) >>= socket.send(...)
它会使事情变得更加可读，并有助于抽象出我们组合函数的特殊方式，所以我们不需要一遍又一遍地重复自己。
还有更多的方法可以将功能/计算相结合，这些功能/计算作为一般模式是有用的，并且可以在monad中抽象化，从而使monad的用户可以编写更简洁明了的代码，因为所有的簿记和管理使用的函数在monad中完成。
例如，上面的>>=可以扩展为“执行错误检查，然后调用我们作为输入获取的套接字的右侧”，以便我们不需要明确指定socket很多次：
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输入，如果该函数需要这个输入，并且你想确保你组合的函数适合您尝试将它们组合到monad中的方式。 但基本的概念只不过是你将不同的方法组合在一起。
我发布这个问题已经有一年了。 发布后，我钻研了几个月的Haskell。 我非常喜欢它，但是当我准备好钻研蒙纳德时，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，我重新阅读了上面提到的Brian Beckman视频的文本评论中的具体C＃示例。 它非常清晰明了，我决定直接在这里发布。
由于这个评论，我不仅觉得我完全明白Monads是什么......我意识到我已经用C＃写了一些Monad的东西......或者至少非常接近，并且努力解决相同的问题。
所以，这里是评论 - 这是所有来自sylvan评论的直接引用：
这很酷。 这虽然有点抽象。 我可以想象，由于缺乏真实的例子，不知道单子的人已经感到困惑。
所以让我试着遵守，而且要清楚地说明，我将在C＃中做一个例子，即使它看起来很丑。 我会在最后添加相应的Haskell，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，Maybe类型被称为Nullable<T> 。 它基本上是一个微小的类，它只是封装了一个有效并且有一个值的概念，或者是“null”并且没有任何价值。
坚持在单子中结合这种类型的价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，并在其中的任何一个为null立即返回null。 例如，如果你在字典中查找很多键，并且最后想要处理所有结果并以某种方式将它们组合起来，那么这会很有用，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并返回是非常乏味的，因此我们可以在bind操作符中隐藏这种检查（这就是monads的要点，我们隐藏了绑定操作符中的簿记，这使代码更容易使用，因为我们可以忘记细节）。
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，暂时忽略已经支持在C＃中为Nullable执行此操作（您可以一起添加可为null的int，如果其中任何一个为null，您将获得null）。 让我们假装没有这样的功能，它只是一个用户定义的类，没有特殊的魔法。 关键是我们可以使用Bind函数将变量Bind到我们的Nullable值的内容，然后假装没有什么奇怪的事情发生，并像普通整数一样使用它们，并将它们加在一起。 我们在最后将结果包装为可空，并且可以为空（如果f ， g或h任何一个返回null），或者它将是将f ， g和h一起求和的结果。 （这与我们如何将数据库中的一行绑定到LINQ中的变量类似，并且知道Bind运算符将确保该变量只能传递有效的行值）。
你可以玩这个，改变f ， g和h任何一个以返回null，你会看到整个事物将返回null。
很显然，绑定操作符必须为我们执行此操作，并且如果遇到null值，则返回null，否则将Nullable结构内的值传递给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;
}
这里的类型就像在视频中一样。 它需要一个M a （ Nullable<A>从这种情况下，C＃语法），和一个功能a到M b （ Func<A, Nullable<B>>在C＃语法），并返回一个M b （ Nullable<B> ）。
代码简单地检查nullable是否包含一个值，如果是，则将其提取并传递给函数，否则它只返回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 on的值非空时，那个值将被“传递”给lambda函数，否则我们提前退出并且整个表达式为空。 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，我们只是使用Bind并获得绑定到fval值内的值的变量（示例代码中的fval ， gval和hval ），而我们可以安全使用它们，因为Bind会在传递它们之前检查它们是否为null。
还有其他一些你可以用monad做的事情。 例如，您可以让Bind操作符处理输入的字符流，并使用它来编写解析器组合器。 然后，每个解析器组合器可以完全忽略诸如回溯，解析器失败等事情，并且只是将较小的解析器组合在一起，就好像事情永远不会出错一样，安全的知识是聪明的Bind实现会整理掉所有背后的逻辑困难的部分。 然后稍后可能有人向monad添加日志记录，但使用monad的代码不会改变，因为所有的魔术都发生在Bind运算符的定义中，其余的代码没有改变。
最后，这里是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 = f x
-- 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 ，最后的好记号使它看起来像是直接的命令式代码。 事实上这是设计。 Monads可用于封装命令式编程（可变状态，IO等）中的所有有用的东西，并使用这种很好的命令式语法来使用，但在幕后，它们都只是monad和绑定操作符的巧妙实现！ 最酷的是你可以通过实现>>=和return来实现你自己的monads。 如果你这样做的单子还可以使用do符号，这意味着你基本上可以通过只定义两个函数编写自己的小语言！
monad基本上是延迟处理。 如果你想用不允许它们的语言编写有副作用的代码（例如I / O），并且只允许纯计算，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做了什么会发生什么？“
这有点作弊。
现在，这个解释将帮助你理解单子的全局意图，但魔鬼在细节中。 你究竟如何计算后果？ 有时候，它不漂亮。
概述某人习惯于命令式编程的最佳方式是说，它将您置于DSL中，其中使用语法上看起来像您在单子之外使用的操作，而不是用于构建可以执行如果可以（例如）写入输出文件，则需要什么。 几乎（但不是真的），就好像你在一个字符串中构建代码，以后将被评估。
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