关于StateT、State和MonadState的混淆

Question

我完全搞不懂

newtype StateT s m a = StateT {runStateT :: s -> m (a, s)}

和

type State s = StateT s Identity

和

class Monad m => MonadState s m | m -> s

Answer 1

很久以前，有一种State类型：

-- Not the current definition.
newtype State s a = State {runState :: s -> (a, s)}

State s a值本质上是接受状态并生成结果和更新状态的函数。适当的Functor、Applicative和Monad实例使以更方便的方式组合这些函数成为可能，因为元组改组需要隐式处理(a, s)输出。在一些操纵国家的基本行动的帮助下.

get = State $ \s -> (s, s)
put s = State $ \_ -> ((), s)

..。可以避免提及底层s -> (a, s)类型，并编写感觉有状态的代码。

StateT s是一种以State s为模式的单片变压器

newtype StateT s m a = StateT {runStateT :: s -> m (a, s)}

这个转换器增加了上面描述的状态处理能力，位于一个基本的单模，m之上。它附带了Functor、Applicative和Monad实例，以及get和put的版本。

如果m，基单，在StateT s m中是Identity，虚拟函子.

newtype Identity a = Identity {runIdentity :: a}

..。我们得到了类似于普通的旧State s的东西。既然如此，变压器将State定义为同义词.

type State s = StateT s Identity

..。而不是作为一个单独的类型。

至于MonadState，它满足了两种不同的需求。首先，我们可以使用单台变压器机器，在一堆变压器中使用StateT s m作为其它变压器的基座单模(任意例子：MaybeT (StateT Int IO))。但是，在这种情况下，使用lift和put就必须使用来自MonadTrans的get。在这种情况下直接使用操作的一种方法是通过MonadState：它将它们作为方法提供.

-- Abridged class definition.
class Monad m => MonadState s m | m -> s where
    get :: m s
    put :: s -> m ()
    state :: (s -> (a, s)) -> m a

..。这样我们就可以拥有我们感兴趣的涉及StateT的任何变压器组合的实例。

instance Monad m => MonadState s (StateT s m) where -- etc.
instance MonadState s m => MonadState s (MaybeT m) where -- etc.
-- And so forth

其次，如果我们希望有一个与变压器中的实现不同的状态单体，我们可以使它成为MonadState的一个实例，这样我们就可以保持相同的基本操作，并且只要我们用MonadState编写类型签名，就可以在需要时更容易地更改实现。

Answer 2

State是你正常状态下的单曲。这是三者中最简单的。(在一些较早的教程中，您可能会看到State构造函数的使用，但这已经被state函数所取代，因为State s现在是StateT s Identity的类型别名。)

StateT是State monad的单一变压器。它通过允许您在状态中放置任意的单块来增加一层通用性。这对于简单的解析器很有用，它可以使用例如StateT [Token] Maybe Result将解析表示为可能失败的有状态操作。

MonadState进一步概括了这种情况。有一个实例Monad m => MonadState s (StateT s m)，但也有一些实例，比如允许您对StateT的单台变压器执行有状态操作的实例。所有基本状态函数(get、set、modify等)可以与MonadState实例一起使用。