Remove Control.Parallel*, now in package parallel
[haskell-directory.git] / Control / Applicative.hs
index a395314..c22c55d 100644 (file)
@@ -11,6 +11,8 @@
 -- This module describes a structure intermediate between a functor and
 -- a monad: it provides pure expressions and sequencing, but no binding.
 -- (Technically, a strong lax monoidal functor.)  For more details, see
+-- /Applicative Programming with Effects/,
+-- by Conor McBride and Ross Paterson, online at
 -- <http://www.soi.city.ac.uk/~ross/papers/Applicative.html>.
 --
 -- This interface was introduced for parsers by Niklas R&#xF6;jemo, because
 module Control.Applicative (
        -- * Applicative functors
        Applicative(..),
+       -- * Alternatives
+       Alternative(..),
        -- * Instances
-       WrappedMonad(..), Const(..), ZipList(..),
+       Const(..), WrappedMonad(..), WrappedArrow(..), ZipList(..),
        -- * Utility functions
-       (<$), (*>), (<*), (<**>),
-       liftA, liftA2, liftA3
+       (<$>), (<$), (*>), (<*), (<**>),
+       liftA, liftA2, liftA3,
+       optional, some, many
        ) where
 
 #ifdef __HADDOCK__
 import Prelude
 #endif
 
-import Control.Monad (liftM, ap)
+import Control.Arrow
+       (Arrow(arr, (>>>), (&&&)), ArrowZero(zeroArrow), ArrowPlus((<+>)))
+import Control.Monad (liftM, ap, MonadPlus(..))
+import Control.Monad.Instances ()
 import Data.Monoid (Monoid(..))
 
+infixl 3 <|>
 infixl 4 <$>, <$
 infixl 4 <*>, <*, *>, <**>
 
@@ -56,24 +65,27 @@ infixl 4 <*>, <*, *>, <**>
 -- [/interchange/]
 --     @u '<*>' 'pure' y = 'pure' ('$' y) '<*>' u@
 --
--- [/pure application/]
---     @f '<$>' v = 'pure' f '<*>' v@
+-- The 'Functor' instance should satisfy
 --
--- Minimal complete definition: 'pure' and '<*>'.
+-- @
+--     'fmap' f x = 'pure' f '<*>' x
+-- @
 --
--- If @f@ is also a 'Functor', define @('<$>') = 'fmap'@.
--- If it is also a 'Monad', define @'pure' = 'return'@ and @('<*>') = 'ap'@.
+-- If @f@ is also a 'Monad', define @'pure' = 'return'@ and @('<*>') = 'ap'@.
 
-class Applicative f where
+class Functor f => Applicative f where
        -- | Lift a value.
        pure :: a -> f a
 
         -- | Sequential application.
        (<*>) :: f (a -> b) -> f a -> f b
 
-       -- | Map a function over an action.
-       (<$>) :: (a -> b) -> f a -> f b
-       f <$> v = pure f <*> v
+-- | A monoid on applicative functors.
+class Applicative f => Alternative f where
+       -- | The identity of '<|>'
+       empty :: f a
+       -- | An associative binary operation
+       (<|>) :: f a -> f a -> f a
 
 -- instances for Prelude types
 
@@ -81,10 +93,19 @@ instance Applicative Maybe where
        pure = return
        (<*>) = ap
 
+instance Alternative Maybe where
+       empty = Nothing
+       Nothing <|> p = p
+       Just x <|> _ = Just x
+
 instance Applicative [] where
        pure = return
        (<*>) = ap
 
+instance Alternative [] where
+       empty = []
+       (<|>) = (++)
+
 instance Applicative IO where
        pure = return
        (<*>) = ap
@@ -93,21 +114,46 @@ instance Applicative ((->) a) where
        pure = const
        (<*>) f g x = f x (g x)
 
+instance Monoid a => Applicative ((,) a) where
+       pure x = (mempty, x)
+       (u, f) <*> (v, x) = (u `mappend` v, f x)
+
 -- new instances
 
+newtype Const a b = Const { getConst :: a }
+
+instance Functor (Const m) where
+       fmap _ (Const v) = Const v
+
+instance Monoid m => Applicative (Const m) where
+       pure _ = Const mempty
+       Const f <*> Const v = Const (f `mappend` v)
+
 newtype WrappedMonad m a = WrapMonad { unwrapMonad :: m a }
 
+instance Monad m => Functor (WrappedMonad m) where
+       fmap f (WrapMonad v) = WrapMonad (liftM f v)
+
 instance Monad m => Applicative (WrappedMonad m) where
        pure = WrapMonad . return
        WrapMonad f <*> WrapMonad v = WrapMonad (f `ap` v)
-       f <$> WrapMonad v = WrapMonad (liftM f v)
 
-newtype Const a b = Const { getConst :: a }
+instance MonadPlus m => Alternative (WrappedMonad m) where
+       empty = WrapMonad mzero
+       WrapMonad u <|> WrapMonad v = WrapMonad (u `mplus` v)
 
-instance Monoid m => Applicative (Const m) where
-       pure _ = Const mempty
-       Const f <*> Const v = Const (f `mappend` v)
-       _ <$> Const v = Const v
+newtype WrappedArrow a b c = WrapArrow { unwrapArrow :: a b c }
+
+instance Arrow a => Functor (WrappedArrow a b) where
+       fmap f (WrapArrow a) = WrapArrow (a >>> arr f)
+
+instance Arrow a => Applicative (WrappedArrow a b) where
+       pure x = WrapArrow (arr (const x))
+       WrapArrow f <*> WrapArrow v = WrapArrow (f &&& v >>> arr (uncurry id))
+
+instance (ArrowZero a, ArrowPlus a) => Alternative (WrappedArrow a b) where
+       empty = WrapArrow zeroArrow
+       WrapArrow u <|> WrapArrow v = WrapArrow (u <+> v)
 
 -- | Lists, but with an 'Applicative' functor based on zipping, so that
 --
@@ -115,15 +161,21 @@ instance Monoid m => Applicative (Const m) where
 --
 newtype ZipList a = ZipList { getZipList :: [a] }
 
+instance Functor ZipList where
+       fmap f (ZipList xs) = ZipList (map f xs)
+
 instance Applicative ZipList where
        pure x = ZipList (repeat x)
        ZipList fs <*> ZipList xs = ZipList (zipWith id fs xs)
-       f <$> ZipList xs = ZipList (map f xs)
 
 -- extra functions
 
+-- | A synonym for 'fmap'.
+(<$>) :: Functor f => (a -> b) -> f a -> f b
+f <$> a = fmap f a
+
 -- | Replace the value.
-(<$) :: Applicative f => a -> f b -> f a
+(<$) :: Functor f => a -> f b -> f a
 (<$) = (<$>) . const
  
 -- | Sequence actions, discarding the value of the first argument.
@@ -138,9 +190,10 @@ instance Applicative ZipList where
 (<**>) :: Applicative f => f a -> f (a -> b) -> f b
 (<**>) = liftA2 (flip ($))
 
--- | A synonym for '<$>'.
+-- | Lift a function to actions.
+-- This function may be used as a value for `fmap` in a `Functor` instance.
 liftA :: Applicative f => (a -> b) -> f a -> f b
-liftA f a = f <$> a
+liftA f a = pure f <*> a
 
 -- | Lift a binary function to actions.
 liftA2 :: Applicative f => (a -> b -> c) -> f a -> f b -> f c
@@ -149,3 +202,19 @@ liftA2 f a b = f <$> a <*> b
 -- | Lift a ternary function to actions.
 liftA3 :: Applicative f => (a -> b -> c -> d) -> f a -> f b -> f c -> f d
 liftA3 f a b c = f <$> a <*> b <*> c
+
+-- | One or none.
+optional :: Alternative f => f a -> f (Maybe a)
+optional v = Just <$> v <|> pure Nothing
+
+-- | One or more.
+some :: Alternative f => f a -> f [a]
+some v = some_v
+  where many_v = some_v <|> pure []
+       some_v = (:) <$> v <*> many_v
+
+-- | Zero or more.
+many :: Alternative f => f a -> f [a]
+many v = many_v
+  where many_v = some_v <|> pure []
+       some_v = (:) <$> v <*> many_v