Question

在Haskell中，可以在大小索引列表上编写函数，以确保我们永远不会超出范围。可能的实现是：

data Nat = Zero | Succ Nat deriving (Eq, Ord, Show)

infixr 5 :-

data Vec (n :: Nat) a where
    Nil  :: Vec 'Zero a
    (:-) :: a -> Vec n a -> Vec ('Succ n) a       

data Fin (n :: Nat) where
    FZ :: Fin ('Succ n)
    FS :: Fin n -> Fin ('Succ n)                       

vLookup :: Vec n a -> Fin n -> a
vLookup Nil _ = undefined           
vLookup (x :- _) FZ = x
vLookup (_ :- xs) (FS i) = vLookup xs i

当然，对于不可变大小的索引列表（又名Vec），这很好。

但可变的呢？是否可以在Haskell中定义（或是否存在库）可变大小索引数组？如果没有这样的库，它是如何实现的？

编辑1：我搜索了Hackage，但没有找到符合我描述的任何库（大小索引的可变数组）。

编辑2：我想提一下，我曾考虑使用IORef来获得所需的可变性：

 type Array n a = IORef (Vec n a)

但我想知道是否有更好（更高效，更优雅）的选择...

Answer 1

这种类型does exist on Hackage。

我会避免像type Array n a = IORef (Vec n a)这样的事情。可变阵列都与效率有关。如果你不需要快速运行/内存占用少，那么使用它们就没有多大意义 - 即使是“可变算法”通常也更容易在Haskell中使用函数式表达，也许是使用状态monad但没有真正的破坏性可变状态。
但是如果效率很重要，那么你也需要高效的缓存高效存储。 Unboxed vectors是理想的。 OTOH，Vec在运行时数据级别上与普通列表没有什么不同，在高速缓存一致性方面当然不是那么好。即使你将它们定义为实际将可变性交织到列表脊柱中，它也不会以任何方式比在纯函数样式中使用不可变Vec更好。

所以，如果我不得不写这样简单的东西，我宁愿在长度索引的新类型中包装一个（不安全的，长度方式的）未装箱的可变arrox。

import qualified Data.Vector.Unboxed.Mutable as VUM

newtype MVec (s :: *) (n :: Nat) (a :: *)
        = MVec { getMVector :: VUM.MVector s a }

然后，您可以定义一个界面，使所有公共操作类型检查长度安全，同时仍保留MVector的性能配置文件。

Haskell中

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