Question

我正在研究与MonadRef相关的this problem。看一下定义

class MonadRef r m | m -> r where
    newRef :: a -> m (r a)
    readRef :: r a -> m a
    writeRef :: r a -> a -> m ()

我在考虑如何使用纯数据结构实现此功能但未能找到答案。实际上，所有已知的独立实现（不依赖于另一个MonadRef）

instance TVar STM
instance IORef IO
instance (STRef s) (ST s)

要求RealWorld进行实践。这是否意味着我们只能拥有不纯粹的MonadRef？

当我尝试解决此问题时，我首先发现Maybe无法实现MonadRef只是因为它太简单而且没有空间来记录所需信息。作为一般概括，我得出结论，对于任何实现，Monad必须能够包含任意数量的信息，因为您可以尽可能多地调用newRef。

所以我考虑了[]，但它仍然是失败的，因为存储在Monad中的数据可以是任何类型。我不知道如何在Haskell中构建一个可以存储任何类型数据的容器，同时仍然能够以适当的类型提取数据（也许existential quantification可以帮助吗？但我仍然没有＆＃39 ;我知道怎么做）。

Answer 1

你可以几乎到达那里（纯粹实现ST的等价物），使用State monad，其状态是来自引用的Map字典ID为该引用内的值。

但是Haskell的类型系统缺少依赖类型，其中值的类型取决于另一个固定类型术语的值。因此，它无法表达引用中的类型取决于引用的ID，以允许所有类型。

您可以通过让存储的值为GHC.Exts.Any类型并使用来解决此问题 Unsafe.Coerce.unsafeCoerce在内部转换为正确的类型。

但正如所宣传的那样unsafeCoerce是不安全的。这再次意味着Haskell的类型系统无法保证您以类型安全的方式使用引用，如果您出错，您可以通过这种方式使GHC崩溃。（如果MonadRef对其参考内容有Data.Typeable.Typeable约束，可能已经习惯了这样做，但事实并非如此。（然后你就可以放Data.Dynamic.Dynamic代替地图内Any。））

但是，如果以这种方式使用unsafeCoerce，请注意隐藏所使用的ID类型，并实现与ST相同的API，包括s参数可以防止不同的ST“线程”混淆彼此的引用，那么这实际上应该可以安全地作为库工作。我找到了at least one attempt on GitHub。（它也试图作为变压器工作，虽然我怀疑这是否安全。）

MonadRef纯实现

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