为什么 runState 签名只有 state 参数？

Question

一个真实的例子：如果我心情好('good state')，当经理问我估算时，我给了他一个可靠的答案，但他敢吗连续做 3 次，中间没有免费零食，我的情绪发生了变化（我达到了 'bad state'），接下来的 3 次他接近我，我要求他不要用他的任何废话来打扰我。

这是我平常一天的日志：

                             [ Mood: Good, Patience: 3 ]  -- 11:00 am, I'm happy
ESTIMATE -> "bla bla 6",     [ Mood: Good, Patience: 2 ]
ESTIMATE -> "bla bla 1",     [ Mood: Good, Patience: 1 ]
Cookies! -> "",              [ Mood: Good, Patience: 3 again! ]
ESTIMATE -> "bla bla 7",     [ Mood: Good, Patience: 2 ]
ESTIMATE -> "bla bla 2",     [ Mood: Good, Patience: 1 ]
ESTIMATE -> "bla bla 9",     [ Mood: BAD , Patience: -2 ] -- Enough!
ESTIMATE -> "Need a break!"  [ Mood: BAD , Patience: -1 ]
ESTIMATE -> "Deploynig!",    [ Mood: BAD , Patience: 0 ]
ESTIMATE -> "Lunch time!",   [ Mood: Good, Patience: 3 ]  -- Ok he needs me..
ESTIMATE -> "bla bla 6",     [ Mood: Good, Patience: 2 ]
...

现在我工作时的这个模型似乎适合 State Monad。

newtype State s a = State { runState :: s -> (a, s) }

但是我该怎么做呢？签名有一个状态空间，在我的例子中是 (Mood,Patience)，而不是输入空间（ESTIMATE 或 Cookies）。好像连听都不听就得回答！

所以我的问题是：如何使用 Haskell 的 State monad 进行有状态计算和论证计算？

Answer 1

有状态计算得到一个输入、一个状态，return一个输出和一个新状态。所以类型将是 input -> state -> (state, output).

runState 只是一个部分应用的状态计算，它已经接受了它的输入。

另请注意，当您编写有状态函数时（即当您使用 >>= 绑定运算符或 do 符号时），您正是这样做的：您提供输入作为表达式，绑定负责仅传递 state.

您可以在不使用其 return 值的情况下调用 get，但它会丢失。如果你想使用它，你必须使用 value <- get 然后提供 value 作为下一个有状态计算的显式输入。绑定仅在传递状态时起作用。

实际例子：考虑函数：

doStuff :: Int -> State Int Int
doStuff x = do
    val <- get
    put $ val+x+1
    return 0

doStuff 类型恰好具有模式 input -> state -> (state, output)。但是 input 部分由 x 参数表示。一旦你提供 x 你会得到类型 state -> (state, output) 的东西，这正是 runState 所代表的。

所以您实际上不需要状态操作的参数，因为您可以预先部分应用它们以获得 "pure stateful computations that have no input"（这些引号很吓人）。

Answer 2

听起来您要找的不是 State，而是 StateT，一个 monad 转换器，它为现有的 monad 添加了状态。

newtype StateT s m a = StateT (s -> m (a, s))

给定类型 s 的状态，一个 StateT s m a 动作 returns 一个 m 动作，当运行时产生一个结果和一个新的状态。 StateT s 是 MonadTrans:

的实例

instance MonadTrans (StateT s) where
  --lift :: Monad m => m a -> StateT s m a
  lift ma = StateT $
    \s -> ma >>= \a -> pure (a, s)

此外，如果 m 是 Monad，那么 StateT s m 也是。

因此，如果您想在某些情况下使用 "input"（例如，IO），您可以这样做：

do
  s <- get
  input <- lift getLine
  when (annoying input && annoyed s) $ put Angry

特别是IO，通常使用liftIO更好，它可以举起一整堆变压器。

为什么 runState 签名只有 state 参数？

Why runState signature has only state argument?

monads

state

haskell