Question

我想使用节点和唯一键的IntMap创建图形结构。该主题已涵盖here和here。我理解状态monad是如何通过基本包装状态函数 - ＆gt; （val，state）在newtype中，所以我们可以为它创建一个monad实例。我已经阅读了很多相关主题。我仍然无法理解如何在程序执行过程中获得唯一（或仅增量）值。获得一系列连续的ID很容易，但是一旦我“runState”退出monad，似乎我回到了我开始跟踪当前ID的位置。我觉得我被卡在了monad中。我考虑的另一个选择是保持整个IntMap和当前“下一个”ID作为状态，但这似乎非常“必要”和极端。 This问题非常相似，但没有得到很多答案（或者我可能只是错过了一些明显的答案）。在程序执行过程中利用状态monad获取唯一ID的惯用方法是什么？感谢。

Answer 1

让我们想象一下IO - {if} State monad。那会是什么样的？我们纯粹的State monad只是一个新类型：

s -> (a, s)

嗯，IO版本在返回最终值之前可能会产生一些副作用，如下所示：

s -> IO (a, s)

这种模式很常见，它有一个名称，特别是StateT：

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

该名称最后有一个T，因为它是一个monad T变换器。我们将m称为“基础monad”，将StateT s m称为“已转换的”monad。

如果StateT s m是Monad，则

m仅为Monad：

instance (Monad m) => Monad (StateT s m) where {- great exercise -}

然而，除此之外，所有monad变换器都实现了MonadTrans类，定义如下：

class MonadTrans t where
    lift :: (Monad m) => m a -> t m a

instance MonadTrans (StateT s) where {- great exercise -}

如果t为StateT s，则lift的类型专门针对：

lift :: m a -> StateT s m a

换句话说，它让我们“解除”基础monad中的一个动作，成为变形monad中的一个动作。

因此，针对您的具体问题，您需要StateT (IntMap k v) IO monad，其IO扩展为State。然后你可以在这个monad中编写整个程序：

main = flip runStateT (initialState :: IntMap k v) $ do
    m <- get        -- retrieve the map
    lift $ print m  -- lift an IO action
    (k, v) <- lift readLn
    put (insert k v m)

请注意，我仍然使用get和put。那是因为transformers包实现了我描述的所有概念，并将get和put的签名概括为：

get :: (Monad m) => StateT s m s
put :: (Monad m) => s -> StateT s m ()

这意味着它们会自动在StateT内工作。 transformers然后将State定义为：

type State s = StateT s Identity

这意味着您可以对get和put使用State和StateT。

要了解有关monad变换器的更多信息，我强烈推荐Monad Transformers - Step by Step。

被困在州Monad

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