Question

我正在尝试将Spider Solitaire播放器编写为Haskell学习练习。

我的main函数会为每个游戏调用一次playGame函数（使用mapM），传入游戏编号和随机生成器（StdGen）。 playGame函数应返回Control.Monad.State monad和IO monad，其中包含显示游戏画面的String和Bool，表示游戏是赢还是输。

如何将State monad和IO monad合并为返回值？ `playGame的类型声明应该是什么？

playGame :: Int -> StdGen a -> State IO (String, Bool)

State IO (String, Bool)是否正确？如果没有，应该是什么？

在main中，我打算使用

do
  -- get the number of games from the command line (already written)
  results <- mapM (\game -> playGame game getStdGen) [1..numberOfGames]

这是调用playGame的正确方法吗？

Answer 1

您想要的是StateT s IO (String, Bool)，其中StateT（来自Control.Monad.State包）和mtl（来自{{1}包）。

这种一般现象称为monad变换器，您可以在Monad Transformers, Step by Step中阅读它们的精彩介绍。

定义它们有两种方法。其中一个在Control.Monad.Trans.State包中找到，它使用transformers类来实现它们。第二种方法可以在transformers类中找到，并为每个monad使用单独的类型。

MonadTrans方法的优点是使用单个类类来实现所有内容（找到here）：

mtl

transformers有两个很好的属性，class MonadTrans t where lift :: Monad m => m a -> t m a的任何实例都必须满足：

lift

这些是伪装的仿函数法，MonadTrans，(lift .) return = return (lift .) f >=> (lift .) g = (lift .) (f >=> g)和(lift .) = fmap。

return = id类型类方法也有它的好处，有些东西只能使用(>=>) = (.)类型类来干净地解决，但是缺点是每个mtl type-class有自己的一套法则，在为它实现实例时你必须记住这些法则。例如，mtl类型类（找到here）定义为：

mtl

这门课也有法律规定：

MonadError

这些只是伪装的monad法律，class Monad m => MonadError e m | m -> e where throwError :: e -> m a catchError :: m a -> (e -> m a) -> m a和m `catchError` throwError = m (throwError e) `catchError` f = f e (m `catchError` f) `catchError` g = m `catchError` (\e -> f e `catchError` g)（monad法则是伪装的类别法，throwError = return和catchError = (>>=)）。

对于您的具体问题，编写程序的方式是相同的：

return = id

...但是当你编写(>=>) = (.)函数时，它看起来像是：

do
  -- get the number of games from the command line (already written)
  results <- mapM (\game -> playGame game getStdGen) [1..numberOfGames]

当你开始堆叠多个monad变换器时，这些方法之间的差异会更明显，但我认为现在这是一个好的开始。

Answer 2

State是monad，IO是monad。您尝试从头开始编写的内容称为“monad转换器”，Haskell标准库已经定义了您需要的内容。

看一下状态monad变换器StateT：它有一个参数，它是你想要包裹在State中的内部monad。

每个monad变换器实现了一堆类型类，这样对于每个实例，变换器每次都可以处理它（例如状态变换器只能直接处理与状态相关的函数），或者它将调用传播到内部monad以这样的方式，当你可以堆叠你想要的所有变换器，并有一个统一的界面来访问所有这些变换器的功能。如果你想以这种方式看待它，那就是chain of responsibility。

如果您查看hackage，或快速搜索堆栈溢出或谷歌，您会发现很多StateT的使用示例。

编辑：另一个有趣的读物是Monad Transformers Explained。

Answer 3

好的，这里要清理一些事情：

你不能“归还一个单子”。 monad是一种类型，而不是一种值（确切地说，monad是一个类型的构造函数，它有一个Monad类的实例）。我知道这听起来很迂腐，但它可以帮助你理清事物和事物类型之间的区别，这很重要。
请注意，如果没有它，你就无法对State做任何事情，所以如果你对如何使用它感到困惑，那就不要觉得你需要了！通常，我只是编写我想要的普通函数类型，然后如果我注意到我有很多函数形状像Thing -> (Thing, a)我会去“啊哈，这看起来有点像State，也许这可以简化为State Thing a“。理解和使用普通功能是使用State或其朋友的重要第一步。
IO是唯一可以完成其工作的东西。但名称playGame并没有立即出现在我身上，而是需要做I / O的事情的名称。特别是，如果仅需要（伪）随机数，则可以在没有IO的情况下执行此操作。正如评论者指出的那样，MonadRandom非常适合简化这一过程，但您可以再次使用从StdGen获取并返回System.Random的纯函数。你必须确保正确地对你的种子（StdGen）进行线程化（自动执行此操作基本上就是State被发明的原因;你可能会发现在没有它的情况下尝试编程后你会更好地理解它！）< / LI>
最后，您还没有正确使用getStdGen。这是IO操作，因此您需要在使用<-块之前将其结果与do绑定（从技术上讲，您不需要，你有很多选择，但这几乎可以肯定你想要做的事情）。像这样：
```
do
  seed <- getStdGen
  results <- mapM (\game -> playGame game seed) [1..numberOfGames]
```
此处playGame :: Integer -> StdGen -> IO (String, Bool)。但请注意，您将相同的随机种子传递给每个playGame，这可能是您想要的，也可能不是。如果不是，那么，当你完成它时，你可以从每个playGame返回种子，传递给下一个种子，或者用newStdGen重复获得新种子（你可以做到）从playGame内部开始，如果您决定将其保留在IO中。

无论如何，这不是一个非常有条理的答案，我为此道歉，但我希望它给你一些思考。

在Haskell中组合monad

3 个答案: