Question

给出以下签名来运行monad ST

runST :: (forall s. ST s a) -> a

和功能

newVar  :: a -> ST s (MutVar s a) 
readVar :: MutVar s a -> ST s a

然后Haskell编译器将拒绝以下错误表达式

let v = runST (newVar True)
in runST (readVar v)

因为为了评估runST，它需要类型

readVar v :: ST s Bool

必须概括为

∀s . ST s Bool

我的问题是，这里的通用量词的唯一工作是确保类型变量s在评估环境中始终是免费的，避免泛化，我是对的吗？或者这里有更多关于通用量词的内容吗？

Answer 1

让我们读一下runST的类型。我也为a添加了明确的quatifier。

runST :: forall a . (forall s. ST s a) -> a

它读作以下合同：

来电者选择固定类型a
调用者提供参数x
对x的任何选择，参数ST s a必须为s类型。换句话说，s将由runST选择，而不是由来电者选择。

让我们看一个类似的例子：

runFoo :: forall a . (forall s. s -> [(s,a)]) -> [a]
runFoo x =
    let part1 = x "hello!"          -- here s is String
        -- part1 has type [(String, a)]
        part2 = x 'a'               -- here s is Char
        -- part2 has type [(Char, a)]
        part3 = x (map snd part2)   -- here s is [a]   (!!!)
        -- part3 has type [([a],a)]
    in map snd part1 ++ map snd part2 ++ map snd part3

test1 :: [Int]
test1 = runFoo (\y -> [(y,2),(y,5)])   -- here a is Int

test2 :: [Int]
test2 = runFoo (\y -> [("abc" ++ y,2)])       -- ** error
-- I can't choose y :: String, runFoo will choose that type!

以上，请注意a已修复（Int），并且我无法对y的类型进行任何限制。此外：

test3 = runFoo (\y -> [(y,y)])    -- ** error

此处我不提前修复a，但我尝试选择a=s。我不允许这样做：runFoo被允许根据s选择a（请参阅上面的part3），因此必须修复a提前。

现在，举个例子。问题在于

runST (newSTRef ...)

此处，newSTRef会返回ST s (STRef s Int)，因此它会尝试选择a = STRef s Int。由于a取决于s，因此该选项无效。

这个＆＃34;技巧＆＃34;由ST monad用于防止引用＆＃34; escape＆＃34;来自monad。也就是说，保证在runST返回之后，现在不再可以访问所有引用（并且可能它们可以被垃圾收集）。因此，ST计算期间使用的可变状态已被丢弃，runST的结果确实是纯值。毕竟，这是ST monad的主要目的：它意味着允许（临时）可变状态用于纯计算。

Answer 2

我认为你错过了什么。 GHCi给出的实际消息是：

Prelude> :m +Control.Monad.ST
Prelude Control.Monad.ST> data MutVar s a = MutVar
Prelude Control.Monad.ST> :set -XRankNTypes
Prelude Control.Monad.ST> data MutVar s a = MutVar
Prelude Control.Monad.ST> let readVar = undefined :: MutVar s a -> ST s a
Prelude Control.Monad.ST> let newVar = undefined :: a -> ST s (MutVar s a)
Prelude Control.Monad.ST> runST $ readVar $ runST $ newVar True

<interactive>:14:27:
    Couldn't match type ‘s’ with ‘s1’
    ‘s’ is a rigid type variable bound by
        a type expected by the context: ST s Bool at <interactive>:14:1
    ‘s1’ is a rigid type variable bound by
        a type expected by the context: ST s1 (MutVar s Bool)
        at <interactive>:14:19
    Expected type: ST s1 (MutVar s Bool)
    Actual type: ST s1 (MutVar s1 Bool)
    In the second argument of ‘($)’, namely ‘newVar True’
    In the second argument of ‘($)’, namely ‘runST $ newVar True’

Haskell编译器拒绝它，不是因为任何与readVar有关，而是因为newVar存在问题，ST s (MutVar s a)允许s到＆＃34;逃避＆＃34;跳转到MutVar表达式的上下文。

通用量化和统一，一个例子

2 个答案: