Question

s中的STRef s a是否使用具体类型进行实例化？可以很容易地想象一些代码STRef在a占用Int的上下文中使用。但是类型推断似乎没有任何东西可以给s一个具体的类型。

想象一下像MyList<S, A>这样的伪Java。即使S的实现中没有出现MyList实例化MyList<S, Integer>这样的具体类型，其中没有使用具体类型代替S也没有意义。那么STRef s a如何运作？

Answer 1

tl; dr - 在实践中似乎总是初始化为RealWorld

source注意s可以在RealWorld的调用中实例化为stToIO，但是未实例化：

- s参数是

- 未实例化的类型变量（在'runST'内部调用）或

- 'RealWorld'（内部调用'Control.Monad.ST.stToIO'）。

查看ST的实际代码但似乎runST使用特定值realWorld#：

newtype ST s a = ST (STRep s a)
type STRep s a = State# s -> (# State# s, a #)

runST :: (forall s. ST s a) -> a
runST st = runSTRep (case st of { ST st_rep -> st_rep })

runSTRep :: (forall s. STRep s a) -> a
runSTRep st_rep = case st_rep realWorld# of
                        (# _, r #) -> r

realWorld#定义为magic primitive inside the GHC source code：

realWorldName     = mkWiredInIdName gHC_PRIM  (fsLit "realWorld#")
                                    realWorldPrimIdKey realWorldPrimId

realWorldPrimId :: Id   -- :: State# RealWorld
realWorldPrimId = pcMiscPrelId realWorldName realWorldStatePrimTy
                     (noCafIdInfo `setUnfoldingInfo` evaldUnfolding
                                  `setOneShotInfo` stateHackOneShot)

您也可以在ghci：

中进行确认

Prelude> :set -XMagicHash
Prelude> :m +GHC.Prim
Prelude GHC.Prim> :t realWorld#
realWorld# :: State# RealWorld

Answer 2

从你的问题我看不出你是否理解为什么幻影s类型完全存在。即使您没有明确要求，请让我详细说明。

幻像类型的作用

幻像类型的主要用途是约束引用（又名指针）以保持在ST monad“内部”。粗略地说，动态分配的数据必须在runST返回时终止。

要查看问题，我们假设runST的类型为

runST :: ST s a -> a

然后，考虑一下：

data Dummy
let var :: STRef Dummy Int
    var    = runST (newSTRef 0)
    change :: () -> ()
    change = runST (modifySTRef var succ)
    access :: () -> Int
    result :: (Int, ())
    result = (access() , change())
 in result

（上面我添加了一些无用的()参数，使其类似于命令式代码）

现在上面代码的结果应该是什么？它可以是(0,())或(1,())，具体取决于评估顺序。在纯粹的Haskell世界中，这是一个很大的禁忌。

此处的问题是var是从runST“转义”的引用。当您逃离ST monad时，您不再被迫使用monad运算符>>=（或等效地，do表示法来排序副作用的顺序。如果引用仍然存在，那么我们可以什么时候应该没有副作用。

为避免此问题，我们将runST限制为ST s a ，其中a不依赖s 。为什么这个？由于newSTRef会返回STRef s a，因此引用a标记为幻像类型s，因此返回类型取决于s，并且无法从runST中提取ST monad通过runST :: (forall s. ST s a) -> a。

从技术上讲，这种限制是通过使用rank-2类型完成的：

这里的“forall”用于实现限制。类型是：选择您想要的任何ST s a，然后为我希望的任何s提供a类型的值，然后我将返回s。请注意runST由runST action选择，而不是由来电者选择，所以它绝对是任何东西。因此，只有当action :: forall s. ST s a s不受约束且a不涉及s时，类型系统才会接受应用a（回想一下来电者有在runST选择s之前选择runST。

实现独立约束确实是一种稍微狡猾的技巧，但确实有效。

关于实际问题

要将其与您的实际问题联系起来：在s的实施中，s将被选为任何具体类型。请注意，即使Int被简单地选择为runST a，也无关紧要，因为类型系统已将约s限制为独立于{{} 1}}，因此无参考。正如@Ganesh指出的那样，RealWorld是GHC使用的类型。

您还提到了Java。有人可能会尝试在Java中使用类似的技巧:(警告，过度简化的代码）

interface ST<S,A> { A call(); }
interface STAction<A> { <S> ST<S,A> call(S dummy); }
...
<A> A runST(STAction<A> action} {
    RealWorld dummy = new RealWorld();
    return action.call(dummy).call();
}

STAction参数A上方不能依赖S。

STRef和幻像类型

2 个答案:

幻像类型的作用

关于实际问题