如何为state-monad方法提供泛型类型

Question

我正在尝试为状态monad创建一个function，它可以在a中接收一个泛型类型：

newtype State s a=State { runstate::s->(s,a) }

我只想绑定第一种类型的runstate::s->(s,a)，然后决定a应该是什么：

所以，而不是像这样：

f::Int->(Int,String)
f x | x>3 = (x, "bigger then 3")
    |otherwise =(x,"smaller then 3")

make::State Int String
make =State f

我怎样才能做到：

makeFree::State Int a
makeFree=State ....

你可能想知道我为什么要那样做。虽然我知道state的类型，但我希望计算结果有所变化。

Answer 1

你的想法还不完全清楚，但根据这些评论，以下是一些建议。

参数化函数

如前所述，f返回(Int, String)，您不能仅仅改变这一点。然而，你能做的是把它参数化：

f' :: a -> a -> Int -> (Int, a)
f' bigger smaller x | x > 3 = (x, bigger)
                    | otherwise = (x, smaller)

这个变体不再返回(Int, String)，而是返回(Int, a)。然而，您所付出的代价是您必须提供bigger和smaller作为参数。稍后我们将返回到这一点，但在此之前，我们可以将具有通用类型s -> (s, a)的任何函数转换为一个State s a值：

make' :: (s -> (s, a)) -> State s a
make' fn = State fn

现在可以部分应用f'来改变类型：

*Q56181862> :t make' $ f' "bigger than 3" "smaller than 3"
make' $ f' "bigger than 3" "smaller than 3" :: State Int [Char]
*Q56181862> :t make' $ f' True False
make' $ f' True False :: State Int Bool

在上述GHCi示例的第一个示例中，类型为State Int String，而第二个示例具有State Int Bool类型。

返回

从其他评论来看，您似乎希望在State Int String和State Int (IO String)之间有所变化。虽然您可以使用上面的技术实现这一点，但是您也可以在函数本身中使用return：

f'' :: Monad m => Int -> (Int, m String)
f'' x | x > 3 = (x, return "bigger than 3")
      | otherwise = (x, return "smaller than 3")

这只改变了单变量，而不是“返回类型”String。您可以向Haskell的类型系统提供足够的提示，以通知它m应该是IO

*Q56181862> :t make' $ f'' :: State Int (IO String)
make' $ f'' :: State Int (IO String) :: State Int (IO String)

如果不想在IO中运行计算，可以在Identity中运行它，这也是一个Monad

*Q56181862 Control.Monad.Identity> :t make' $ f'' :: State Int (Identity String)
make' $ f'' :: State Int (Identity String) :: State Int (Identity String)

现在可以运行计算，并使用String从Identity中提取runIdentity。

函子

如果你把State s也变成函子，你可以把String从Identity中拉出来。

*Q56181862 Control.Monad.Identity> :t fmap runIdentity $ make' $ f''
fmap runIdentity $ make' $ f'' :: State Int String

最简单的方法是使用DeriveFunctor GHC扩展：

newtype State s a = State { runstate :: s -> (s, a) } deriving Functor

...or，你可以用mtl包的Control.Monad.State.Lazy .