Either 函子：超越 Maybe 函子，优雅应对不确定性

2023-12-26 13:20:40

前言

在软件开发中，我们经常会遇到不确定性的问题，比如数据可能存在或不存在，函数可能成功执行或抛出异常。为了应对这些不确定性，函数式编程语言 Haskell 中提供了两种强大的函子：Maybe 函子和 Either 函子。

Maybe 函子是一种常用的工具，它可以表示可选值，即值可能存在或不存在。Maybe 函子的数据类型定义如下：

data Maybe a = Just a | Nothing

其中，Just a 表示值存在，Nothing 表示值不存在。

Either 函子则更加强大，它可以表示两种不同的结果，一种是正确的结果，另一种是错误的结果。Either 函子的数据类型定义如下：

data Either a b = Left a | Right b

其中，Left a 表示错误结果，Right b 表示正确结果。

Either 函子的优势

与 Maybe 函子相比，Either 函子具有以下优势：

可以同时表示正确结果和错误结果，而 Maybe 函子只能表示存在或不存在。
可以通过模式匹配轻松地提取正确结果和错误结果，而 Maybe 函子需要使用 maybe 函数来提取值。
可以使用 either 函数将 Either 函子转换为另一个函子，而 Maybe 函子不能。

Either 函子的使用

Either 函子可以在各种场景下使用，以下是一些常见的用法：

错误处理：Either 函子可以用来处理函数可能抛出的异常或错误。例如，以下代码使用 Either 函子来处理一个可能抛出 IOException 异常的函数：

import System.IO

readFromFile :: String -> Either IOException String
readFromFile path = do
  handle <- openFile path ReadMode
  contents <- hGetContents handle
  hClose handle
  return contents

如果文件读取成功，则返回一个包含文件内容的 Right 值；如果文件读取失败，则返回一个包含 IOException 异常的 Left 值。

数据验证：Either 函子可以用来验证数据是否满足某些条件。例如，以下代码使用 Either 函子来验证一个字符串是否是一个有效的电子邮件地址：

import Data.Char

isValidEmail :: String -> Either String String
isValidEmail email = do
  let parts = splitAt (head email == '@') email
  if null parts || null (snd parts) || null (fst parts)
    then Left "Invalid email address"
    else if not (all isLetter (init (fst parts))) || not (all isDigit (tail (snd parts)))
      then Left "Invalid email address"
      else Right email

如果字符串是一个有效的电子邮件地址，则返回一个包含该字符串的 Right 值；否则，返回一个包含错误消息的 Left 值。

函数组合：Either 函子可以用来组合多个函数，即使这些函数可能抛出异常或错误。例如，以下代码使用 Either 函子来组合两个可能抛出异常的函数：

import Control.Monad

compose :: (b -> Either e c) -> (a -> Either e b) -> (a -> Either e c)
compose f g = liftM2 f g

divide :: Int -> Either String Int
divide n = if n == 0 then Left "Division by zero" else Right (div 10 n)

square :: Int -> Either String Int
square n = if n < 0 then Left "Negative number" else Right (n ^ 2)

divideAndSquare :: Int -> Either String Int
divideAndSquare n = compose square divide n