Free Monad자유 모나드

data Free f a
  = Pure a
  | Free (f (Free f a))

instance Functor f => Functor (Free f) where
  fmap f (Pure a)  = Pure (f a)
  fmap f (Free fa) = Free (fmap (fmap f) fa)

instance Functor f => Monad (Free f) where
  return = Pure
  Pure a  >>= f = f a
  Free fa >>= f = Free (fmap (>>= f) fa)

-- 파일 시스템 DSL 정의
data FileSystemF next
  = ReadFile  FilePath (String -> next)
  | WriteFile FilePath String next
  | DeleteFile FilePath next

type FileSystem = Free FileSystemF

-- 스마트 생성자
readFile' :: FilePath -> FileSystem String
readFile' path = Free (ReadFile path Pure)

writeFile' :: FilePath -> String -> FileSystem ()
writeFile' path content = Free (WriteFile path content (Pure ()))

-- 프로그램 작성 (인터프리터와 독립)
copyFile :: FilePath -> FilePath -> FileSystem ()
copyFile src dst = do
  content <- readFile' src
  writeFile' dst content

-- 실제 IO 인터프리터
ioInterpreter :: FileSystem a -> IO a
ioInterpreter (Pure a) = return a
ioInterpreter (Free (ReadFile path next)) = do
  content <- Prelude.readFile path
  ioInterpreter (next content)
ioInterpreter (Free (WriteFile path content next)) = do
  Prelude.writeFile path content
  ioInterpreter next

-- 테스트 인터프리터 (순수)
testInterpreter :: Map FilePath String -> FileSystem a -> (a, Map FilePath String)
-- ... 파일 시스템을 Map으로 시뮬레이션