Implement Monad in Language with Coroutine

Haskell 的 monad 配合上 do notation 的语法糖在实际中可以节省若干代码（类似 golang 的 error check）或从回调地狱中逃离。这么有用的语言特性当然也希望在别的编程语言中也能享受到。

在 Haskell 中 do notation 将回调风格的程序包装为普通的非回调的形式，而在其它的编程语言里 coroutine 则是用来处理回调地狱的好办法。所以可以考虑用 coroutine 来模拟这套机制。

举个例子，比如下面这段程序：

eitherSample :: Int -> Either String Int
eitherSample n = do
  let r = fromIntegral n
  x <- safeDivide 100.0 r
  y <- safeSqrt x
  let z = ceiling y
  return z
  where safeDivide _ 0 = Left  "divided by 0!"
        safeDivide a b = Right (a / b)
        safeSqrt x | x < 0 = Left  "negative number!"
                   | True  = Right $ sqrt x

这里就用 lua 来表达一下思路。其实就是将整个函数体用 return runeither(function() ... end) 包起来，并将原来的特殊的赋值 <- (>>=) 改为 coroutine.yield 。简单起见， Either 就直接用多值返回模拟，用第一个返回值表示 Right 而第二个返回值表示 Left ，之所以如此而不是反过来是因为这样恰好可以很方便地处理最后的 return 。具体如下：

local function runeither(f)
        local co = coroutine.create(f)
        local _, data, err = coroutine.resume(co)
        while coroutine.status(co) ~= "dead" and err == nil do
                _, data, err = coroutine.resume(co, data)
        end
        return data, err
end

local function eithersample(n)
        local function safediv(a, b)
                if b == 0 then
                        return 0, "Divided by ZERO!"
                end
                return a / b, nil
        end
        local function safesqrt(x)
                if x < 0 then
                        return 0, "negative number!"
                end
                return math.sqrt(x), nil
        end
        return runeither(function()
                local x = coroutine.yield(safediv(100.0, n))
                local y = coroutine.yield(safesqrt(x))
                local z = math.ceil(y)
                return z
        end)
end

当然 runeither() 可以进一步抽象，将 monad 的类型（例如本例中的 Either ）和 coroutine 的机制剥离，仅留下诸如 bind (>>=) 这样的接口当然更好，但这里主要就表示一下思路，就不展开了。

P.S. 在 Haskell 中 Yield 是一个 Functor ，而 Coroutine (Yield a) 是一个 MonadTrans ， Coroutine (Yield a) m 在 m 是一个 Monad 的情况下也是一个 Monad 。这说明 monad 和 coroutine 很有些渊源。