Question

作为Haskell的新手，我已经完成了UPenn Haskell课程并完成了作业问题。为了便于调试，我打开跟踪：

import Debug.Trace

我遇到的问题是，在启用跟踪时，我并不完全理解我的某个程序的行为。

特别是，我一直致力于Haskell课程的最后一项作业，其中要求学生模拟风险游戏（美国流行的桌面游戏），其中2名玩家掷骰子来玩游戏。

http://www.seas.upenn.edu/~cis194/fall14/spring13/hw/12-monads.pdf

在练习2中，赋值调用函数battle，该函数采用Battlefield数据类型并返回monadic Battlefield

           battle :: Battlefield -> Rand StdGen Battlefield

模拟单一战斗的结果，其中攻击玩家和防御玩家掷骰子以确定战斗的结果。

然后在练习3中，我们模拟了一次完全的入侵，其中进行了一轮又一轮的战斗，直到其中一名玩家进入战斗状态。军队太耗尽而无法继续。

           invade :: Battlefield -> Rand StdGen Battlefield

我写了以下内容：

invade :: Battlefield -> Rand StdGen Battlefield
invade bfield = do
  if battleOver bfield then return bfield
    else battleUntilOver $ battle bfield

battleOver :: Battlefield -> Bool
battleOver bfield
  | attackers bfield < 2        = True
  | defenders bfield == 0       = True
  | otherwise                   = False

battleUntilOver :: Rand StdGen Battlefield -> Rand StdGen Battlefield
battleUntilOver randBfield = do
  bfield <- randBfield
  traceM $ "bfield::" ++ show bfield ++ "::"
  if battleOver bfield then return bfield
    else battleUntilOver $ battle bfield

这是输出：

*Risk> evalRandIO $ invade Battlefield {attackers=10,defenders=10}
bfield::Battlefield {attackers = 10, defenders = 8}::
bfield::Battlefield {attackers = 8, defenders = 8}::
bfield::Battlefield {attackers = 6, defenders = 8}::
bfield::Battlefield {attackers = 4, defenders = 8}::
bfield::Battlefield {attackers = 4, defenders = 6}::
bfield::Battlefield {attackers = 2, defenders = 6}::
bfield::Battlefield {attackers = 2, defenders = 5}::
Battlefield {attackers = 1, defenders = 5}

我不明白为什么最后一轮追踪没有打印出来。递归调用函数battleUntilOver，直到battleOver函数的结果结束递归。因此，我希望打印出traceM函数

bfield::Battlefield {attackers = 1, defenders = 5}::

在battleOver函数返回True之前，游戏结束。我不明白为什么没有。

另外，我注意到在battleUntilOver函数中，如果我替换

if battleOver bfield then return bfield

与

if battleOver bfield then randBfield

然后程序无法正常工作，输出错误的结果。

*Risk> evalRandIO $ invade Battlefield {attackers=10,defenders=10}
bfield::Battlefield {attackers = 8, defenders = 10}::
bfield::Battlefield {attackers = 7, defenders = 9}::
bfield::Battlefield {attackers = 5, defenders = 9}::
bfield::Battlefield {attackers = 3, defenders = 9}::
Battlefield {attackers = bfield::Battlefield {attackers = 1, defenders = 9}::
3, defenders = 7}

我在GHCI中看到的最后一行被复制，其中跟踪输出散布在invade函数的评估输出中。

这里的程序似乎已经结束了，因为在monad中，battleOver的计算结果为True，

[attackers = 1, defenders = 9]

结束游戏，表明防御者赢了最后一轮，但评估的输出似乎是

[attackers = 3, defenders = 7]

攻击者获胜的条件（并且游戏应该继续）。

为什么我必须包装纯值bfield而不是返回原始monadic值randBfield？

Answer 1

问题1

我不明白为什么最后一轮追踪没有打印出来。

你不能信任＆＃34; traceM。这是实施：

traceM :: (Monad m) => String -> m ()
traceM string = trace string $ return ()

正如文件所说：

请注意，trace的应用程序不是monad中的操作，因为traceIO位于IO monad中。

这是另一个令人困惑的example与traceM：

import Debug.Trace

f n action = if n > 0
                 then action >> f (n - 1) action
                 else return ()

main = f 4 $ do 
         traceM "traceM"
         traceIO "traceIO"

使用-O0编译时的结果：

traceM
traceIO
traceIO
traceIO
traceIO

使用-O编译时的结果：

traceM
traceIO
traceM
traceIO
traceM
traceIO
traceM
traceIO

尽管如此，我并不完全知道为什么你的代码会运行所有traceM语句，除了最后一个。您必须调查Rand StdGen monad的严格性属性。例如，请参阅此email，其中显示runIdentity $ traceM "test" >> return ()根本不打印任何内容，因为Identity monad在{{1}的第一个参数中并不严格}。由于您致电>>=，而evalRandIO调用了evalRand，这可能与您的问题有关。

（有人请更新答案）

问题2

为什么我必须包装纯值runIdentity而不是返回原始monadic值bfield？

如果您更改randBfield的签名以取battleUntilOver，可能会更清楚：

Battlefield

您是否同意这与原始程序的作用相同？

现在，你想知道为什么做以下事情并没有给你相同的结果：

invade :: Battlefield -> Rand StdGen Battlefield
invade bfield = do
  if battleOver bfield then return bfield
    else battleUntilOver bfield

battleUntilOver :: Battlefield -> Rand StdGen Battlefield
battleUntilOver bfield = do
  bfield' <- battle bfield
  traceM $ "bfield::" ++ show bfield' ++ "::"
  if battleOver bfield' then return bfield'
    else battleUntilOver bfield'

当战斗结束时，你要求最后一场战斗的复赛（使用笔 - 终极战场）！最终的最后一战将使用不同的随机值，如@leftroundabout所说，所以它应该偶尔给你一个不同的结果。其他时候，结果将是相同的，所有这些都取决于随机数生成器的初始种子。

在Haskell的Rand StdGen Monad中进行跟踪和调试

1 个答案:

问题1

问题2