为STT定义PrimMonad实例？(ST变压器)

Question

Data.Vector.Mutable似乎需要PrimMonad在ST s和IO monads中的一个实例。

类型化定义为--

-- | Class of primitive state-transformer monads
class Monad m => PrimMonad m where
  -- | State token type
  type PrimState m

  -- | Execute a primitive operation
  primitive :: (State# (PrimState m) -> (# State# (PrimState m), a #)) -> m a

  -- | Expose the internal structure of the monad
  internal :: m a -> State# (PrimState m) -> (# State# (PrimState m), a #)

它们是这样实现的--

instance PrimMonad IO where
  type PrimState IO = RealWorld
  primitive = IO
  internal (IO p) = p

instance PrimMonad (ST s) where
  type PrimState (ST s) = s
  primitive = ST
  internal (ST p) = p

我完全不明白类型类型的任何功能应该做什么，或者实现是如何工作的。

但是我需要为STT (http://hackage.haskell.org/package/STMonadTrans-0.3.1给出的)实现它。

STT有构造函数STT s m a

在我天真的尝试中，我尝试用STT s m替换所有的STT s m

instance Monad m => PrimMonad (STT s m) where
  type PrimState (STT s m) = s
  primitive = STT
  internal (STT p m) = p

但我知道这个错误：

Not in scope: data constructor `STT'

对于primitive和internal的定义，尽管在整个程序中已经多次使用STT (尽管我猜它是一个类型构造函数？)。

我应该如何正确地实现这个类型？

(我最终将把它用作STT s (Rand g) a)

编辑:我导入了Control.Monad.ST.Trans.Internal以获取STT作为数据构造函数，这些是新的错误：(在将internal (STT s m)更改为internal (STT s)之后)

Couldn't match kind `*' against `ArgKind'
Kind incompatibility when matching types:
  m0 :: * -> *
  (#,#) (ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m))) :: ArgKind
                                                            -> (#)
In the expression: STT
In an equation for `primitive': primitive = STT


Couldn't match type `m'
               with `(#,#) (ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m)))'
  `m' is a rigid type variable bound by
      the instance declaration at src/pimc/PIMC.hs:41:16
Expected type: ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m))
               -> (# ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m)), a #)
  Actual type: ghc-prim:GHC.Prim.State# s -> m (STTRet s a)
In the expression: p
In an equation for `internal': internal (STT p) = p



Couldn't match type `a' with `STTRet s a'
  `a' is a rigid type variable bound by
      the type signature for
        internal :: STT s m a
                    -> ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m))
                    -> (# ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m)), a #)
      at src/pimc/PIMC.hs:44:3
Expected type: ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m))
               -> (# ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m)), a #)
  Actual type: ghc-prim:GHC.Prim.State# s -> m (STTRet s a)
In the expression: p
In an equation for `internal': internal (STT p) = p

Answer 1

主要而言，您可能能够为原语编写实现，但不能为内部实现编写实现，因为它为您的monad强加了某种结构，这只能由IO和ST monad的内部实现来满足。

然而，我的印象是，问题在于Data.Vector.Mutable模块，它的要求过于严格。例如，要在单模m中使用IO向量，您主要只需要将IO嵌入到m(即原语方法)中，而不是相反(即内部方法)。如果这是正确的，则应该尝试将PrimMonad类细分为嵌入部分和同构部分，例如：

-- | Class of primitive state-transformer monads
class Monad m => PrimMonadEmbed m where
  -- | State token type
  type PrimState m

  -- | Execute a primitive operation
  primitive :: (State# (PrimState m) -> (# State# (PrimState m), a #)) -> m a

class PrimMonadEmbed m => PrimMonad m where
  -- | Expose the internal structure of the monad
  internal :: m a -> State# (PrimState m) -> (# State# (PrimState m), a #)

这在向后兼容性方面可能是可以的，因为用户代码中不存在自定义实例。使需求不那么严格也会使它们的代码在IO monad的转换版本(如StateT、Int、IO等)中可用。

你可以尝试两件事：

• 为PrimMonad实现一个部分实例，该实例只实现原语方法，并在内部抛出一个错误，并查看是否可以像这样使用向量库
• 请联系正在使用的向量库的作者，并询问他们上述建议是否符合实际.

顺便说一句，下面的原语实现应该可以工作(比较STT的来源以了解代码中的错误)：

{-# LANGUAGE TypeFamilies #-}
{-# LANGUAGE UnboxedTuples #-}

module Test where

import Control.Monad.Primitive
import Control.Monad.ST.Trans
import Control.Monad.ST.Trans.Internal

instance Monad m => PrimMonad (STT s m) where
  type PrimState (STT s m) = s
  primitive f = STT (\s -> case (f s) of (# s', v #) -> return (STTRet s' v))
  internal _ = error "no implementation of internal for STT"