Scalaz の Free と Coyoneda で Option (Maybe) Monad 的なもの。

Option(Free + Coyoneda).scala

/**
 * Free + Coyoneda で Option(Maybe) Monad 的なもの.
 * 
 * OptionをFreeで実現するメリットは特に無いですが
 * Coyoneda経由のFreeまでのリフトの流れ
 * インタプリタの働きなどを見る学習用です
 * 
 * twitter: @awekuit
 */
import scala.language.higherKinds
import scalaz.Free.FreeC
import scalaz._
import Scalaz._

// Option(Maybe) Monad 的なもの
trait Box[+A]
case class SomeBox[+A](x: A) extends Box[A]
case object EmptyBox extends Box[Nothing]

// インタプリタその1. 直接Aを返す(EmptyBoxは単位元を返す事にする)
def run1[A: Monoid](program: FreeC[Box, A]): A = {
  program.resume match {
    // Suspendの場合
    case -\/(coyo) =>
      coyo.fi match {
        case SomeBox(x) => run1(coyo.k(x))
        case EmptyBox => mzero[A]
      }
    // Return(Pure)の場合
    case \/-(x) => x
  }
}

// インタプリタその2. Box[A]を返す
def run2[A](program: FreeC[Box, A]): Box[A] = {
  program.resume match {
    // Suspendの場合
    case -\/(coyo) =>
      coyo.fi match {
        case SomeBox(x) => run2(coyo.k(x))
        case EmptyBox => EmptyBox
      }
    // Return(Pure)の場合
    case \/-(x) => SomeBox(x)
  }
}

// インタプリタその3. run2を ~.resume.fold を使うパターンに(外側のmatchが不要になる)
def run3[A](program: FreeC[Box, A]): Box[A] = {
  program.resume.fold(
    // Suspendの場合
    coyo => coyo.fi match {
      case SomeBox(x) => run3(coyo.k(x))
      case EmptyBox => EmptyBox
    },
    // Return(Pure)の場合
    x => SomeBox(x)
  )
}

// インタプリタその4. Maybeへの自然変換(変換後のMonad実装が使われる)
// 自然変換でscalazのエコシステムに乗せると便利
def hakointr: Box ~> Maybe = new (Box ~> Maybe) {
  def apply[A](t: Box[A]): Maybe[A] = t match {
    case SomeBox(x) => Maybe.Just(x)
    case EmptyBox => Maybe.Empty()
  }
}

// お試し
val t = for {
  a <- Free.liftFC[Box, Int]   (SomeBox(2))
  b <- Free.liftFC[Box, Int]   (SomeBox(5))
  c <- Free.liftFC[Box, String](SomeBox("7"))
  // c <- Free.liftFC[Box, String](EmptyBox)
} yield a * b + c.toInt
val res = t.map(_.toString + "! Yeah!")

// 結果
run1(res)                 // res0: String = 17! Yeah!
run2(res)                 // res1: Box[String] = SomeBox(17! Yeah!)
run3(res)                 // res2: Box[String] = SomeBox(17! Yeah!)
Free.runFC(res)(hakointr) // res3: scalaz.Maybe[String] = Just(17! Yeah!)