互通式变压器中的Monad变压器

Question

我在Monad Transformers上遇到了一个问题，但我认为包含一些关于我如何达到当前状态的上下文是有帮助的，所以我首先对我的程序做一个粗略的解释：

该项目是一种简单(玩具)编程语言的解释器。我有一个用来代表评估的单子。它的定义如下：

type Eval a = ReaderT Environment (ExceptT String (State ProgState a))

这很好，我可以很高兴地编写一个评估函数：

eval :: Expr -> Eval Value
eval (Apply l r) = ...
eval ...

值数据类型有点奇怪，我嵌入了Value -> EvalM Value类型的Haskell函数。为此，我在定义中添加了一个泛型类型参数，然后使用EvalM实例化该参数。

data Value' m
  = IntVal Int 
  ...
  | Builtin (Value' m -> m (Value' m))

type Value = Value' EvalM

事情进行得很顺利，但后来我不得不编写一个函数，该函数使用Eval monad和IO操作大量交织代码。这看起来有点可怕：

  case runEval ({-- some computation--}) of 
    Right (val, state') -> do
     result <- -- IO stuff here 
     case runEvaL {-- something involving result --} of 
      ...
    Left err -> ...

该函数有5个层次的嵌套，也是递归的.绝对丑陋：我希望适应使用Monad转换器将是解决方案：

type EvalT m = ReaderT Environment (ExceptT String (StateT ProgState m))

这种重构相对来说是无痛的:它主要涉及更改类型签名，而不是实际的代码，但是存在一个问题：Builtin。给定一个将参数x应用于表单Builtin f的值的表达式，eval函数将简单地返回f x。然而，它有类型Eval Value，但是重构的eval需要有类型签名：

eval :: Monad m => EvalT m Value

至于解决这个问题(即使之成为打字机)，我可以想出几个解决方案，每个解决方案都有一个问题：

1. Implementing类似于lift，在那里我可以带Eval a去EvalT m a。
   • Problem：我不知道怎么做(如果是possible)

的话)

1. 更改Value类型，使其由内部monad (即Value m = Value' (EvalT m) )索引。
   • Problem：现在任何包含Value m的东西都必须由m参数化。我觉得这会不必要地扰乱任何包含code.

的类型签名，这是一个问题，考虑到进行此更改的最初动机是清理我的Value。

当然，也许有一个更好的解决方案，我还没有想到。如有任何反馈/建议，将不胜感激:)。

Answer 1

您可能会喜欢mmorph包。

-- since State s = StateT s Identity, it's probably also the case
-- that Eval = EvalT Identity, under some light assumptions about
-- typos in the question
liftBuiltin :: Monad m => Eval a -> EvalT m a
liftBuiltin = hoist (hoist (hoist generalize))

或者，您可以在值中存储一个多态函数。一种方法是参数化变压器。

data Value' t = ... | Builtin (forall m. Monad m => Value' t -> t m (Value' t)
type Value = Value' EvalT

另一种方法是使用mtl-style约束。

data Value = ... | Builtin (forall m. (MonadReader Environment m, MonadError String m, MonadState ProgState m) => Value -> m Value)

最后这个，虽然冗长，但在我看来相当不错；我可能会从那里开始。