问题背景

Question

问题背景

我目前正在尝试创建一个小Haskell EDSL来描述电子电路并模拟它们。我已经听说过熔岩，但我并没有真正读到它，因为我想要进行全面冒险＆＃34;。我最终得到了一个类型类Bit，代表了你可以进行逻辑运算的任何东西，并使用列表来表示时间（第n个元素是第n个循环的值）。

问题本身

我的寄存器实现为reg input = ground : input，其中ground是表示逻辑false的Bit b => b。只要我不在自身上循环寄存器，这种实现就非常有效。事实上，当写alternate = not <$> (reg alternate)之类的东西时，我最终会构建not . not . not ... . not $ ground的巨大thunk而不是

iterate' f x = x `seq` x : (iterate' f (f x))
alternate = iterate' not ground

本来会更有效率。虽然，这不适用于不属于循环的寄存器，并且我不想将1）循环寄存器2）的语法分开而不是循环寄存器。

我有点卡在那里，但感觉这是一个非常普遍的问题，因此有人可能会有解决方案。

提前致谢！

Answer 1

如果您想尝试使用monadic方法，您可能需要查看LeventErkök的论文Value Recursion in Monadic Computations（第1.2章）和MonadFix package。

巧合的是，Erkök通过展示Monadic电路描述和解释解决方案来激发他的研究。正如他所展示的，使用Monad，如果您需要不同的行为（例如简单地绘制而不是分析电路），则不必更改电路描述。这可能也非常有用，具体取决于您希望实施的程度。

从他的论文中了解解决方案：

halfAdd :: Circuit m => Sig Bool -> Sig Bool -> m (Sig Bool, Sig Bool)

halfAdd s1 s2 = do  
    sum <- xor s1 s2
    carry <- and s1 s2
    return (sum, carry)

看起来非常整洁（详见第1.2章），其中＆gt;＆gt; = 和返回定义您的电路模型 m ，Sig是一个值列表，并使用 xor ，和等通用操作来转换类型类，....

更重要的是，他讨论了Monads中的递归（反馈循环）并指出你不想循环遍历电路元素，可能复制它们（并在你的情况下创建thunk）但是在实际的信号值上，因此需要值递归。

因此，具有反馈回路的非门看起来像：

toggle sig = mdo
    inp <- inv out
    out <- delay "False" False inp -- Used to define the initial signal value on the wire
    return out

请注意使用 mdo 而不是do，它允许（相互）递归定义。（您必须启用RecursiveDo扩展才能获得对mdo的支持）。

在幕后，这将被翻译成

toggle sig = do
    mfix (\out -> do
        inp <- inv out
        out' <- delay "False" False inp
        return out')

（有关符号的更多信息，另请参阅https://www.haskell.org/haskellwiki/MonadFix。）

请注意，此解决方案以及mfix（针对您的特定电路模型/ monad）的定义不会生成任何中间门。您可以在论文中找到所有设计和实施细节，以及有关有趣法律的更多材料。

也许这对你有所帮助。

编辑：提供更详细的答案。

递归定义列表的内存泄漏问题

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1 个答案: