Question

查看State Monad的wiki，我正在尝试了解runState和put函数。

据我了解runState，它需要State的第一个参数，其中包含“Universe”，s和值a。它需要宇宙的第二个参数。最后，它返回(a, s)，其中a是新值，s是新宇宙？

ghci> :t runState
runState :: State s a -> s -> (a, s)

示例：

ghci> let s = return "X" :: State Int String
ghci> runState s 100
("X",100)

但是，我不理解put结果：

ghci> runState (put 5) 1
((),5)

由于runState返回(a, s)，为什么类型为a的{{1}}？

我对上述尝试的解释没有信心。请纠正我，并在()上回答我的问题。

Answer 1

将put与State monad一起使用时，它有type s -> State s ()。

put将状态设置为其参数，就是这样。至于它的返回值：它本质上是一个虚拟值，因为返回没什么用处。

这在definition put s = state $ \ _ -> ((), s)中也很明显。

Answer 2

真正理解State的最简单方法，恕我直言，只是为了研究代码并充分理解它，你可以从内存中实现它，就像我要做的那样：

import Control.Applicative

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

instance Functor (State s) where
    fmap f fa = State $ \s -> f (runState fa s)

instance Applicative (State s) where
    pure a = State $ \s -> (a, s)
    ff <*> fa = State $ \ s -> 
        let (f, s') = runState ff s
            (a, s'') = runState fa s'
        in (f a, s'')

instance Monad (State s) where
    return = pure
    ma >>= f = State $ \s -> 
        let (a, s') = runState ma s
            (b, s'') = runState (f a) s'
        in (b, s'')

get :: State s s
get = State $ \s -> (s, s)

put :: s -> State s ()
put s = State $ \_ -> ((), s)

modify :: (s -> s) -> State s ()
modify f = State $ \s -> ((), f s)

由于runState返回(a, s)，为什么类型为()？

这真的只是武断的。以上述为基准，我们也可以这样写modify，get和put：

-- | Replaces the state with the result of applying it to the supplied
-- function.  The result of the action is the original state.
modify :: (s -> s) -> State s s
modify f = State $ \s -> (s, f s)

-- `get` is just what you get when you `modify` with an identity function.
get :: State s s
get = modify (\s -> s)

-- This version of `put` differs from the canonical one because it returns 
-- the old value.
put :: s -> State s s
put s = modify (\_ -> s)

在此版本中，modify和put具有与原始版本相同的效果，但是附加产生旧状态作为其结果。仅针对效果使用modify和put的客户通常不会注意到这种差异。

或者，modify和put的“返回旧状态”版本可以根据官方版本编写。例如：

swap :: s -> State s s
swap s = do
    orig <- get
    put s
    return orig

因此，大多数这些操作是可以相互确定的，哪些是“基本的”而哪些不是......

Answer 3

runState函数在状态monad和初始状态中执行操作，并返回两者计算结果和最终状态。

runState的一个典型用例是将一个带有初始值的复杂动作交给它，然后返回最终结果和状态。在您的示例中，操作是一个简单的原语put。

put操作采用新状态并为值生成()（发音为unit）。它与putStrLn具有类型IO ()的方式非常类似。它在monad中执行操作，但不会产生有用的值。

因此，如果初始状态为runState (put 5) 1，则1会被新状态5吹走。状态计算的结果是put ()的结果。

只是为了踢，让我们看一些更有趣的事情：

runState (puts 5 >> return "hello world!") undefined
  --> ("hello world!", 5)

这里我们有两个与>>粘在一起的动作（我把它读作＆＃34;然后＆＃34;，它是绑定>>=的有限形式，我们只是从结果中删除结果左手边）。第一个操作将状态更改为5，第二个操作不会触及状态，但会产生字符串＆＃34; hello world！＆＃34;然后它成为整个计算的价值。

状态Monad与`put`函数

3 个答案: