Question

我已经阅读了很多关于这个主题的研究论文，他们通常认为数组是使用Monads实现的。但是这些论文都没有明确定义如何定义“类型”数组本身，它们只给出了使用monads访问或修改此类型的函数的定义。在Haskell中实现的数组如何有O（1）时间来访问或修改索引元素？（例如STUArray和MArray）

Answer 1

如何在Haskell中实现具有O（1）时间访问或修改索引元素的数组

它们是通过运行时系统中的原始操作实现的，用于内存读写。

通过使用monads线性化对可变状态的访问，确保了破坏性写入内存的副作用的安全性。

查看Haskell数组的primitive包（IO或ST），您可以看到实现是GHC's primops：

-- | Create a new mutable array of the specified size and initialise all
-- elements with the given value.
newArray :: PrimMonad m => Int -> a -> m (MutableArray (PrimState m) a)
newArray (I# n#) x = primitive
   (\s# -> case newArray# n# x s# of
             (# s'#, arr# #) -> (# s'#, MutableArray arr# #))

-- | Read a value from the array at the given index.
readArray :: PrimMonad m => MutableArray (PrimState m) a -> Int -> m a
readArray (MutableArray arr#) (I# i#) = primitive (readArray# arr# i#)

-- | Write a value to the array at the given index.
writeArray :: PrimMonad m => MutableArray (PrimState m) a -> Int -> a -> m ()
writeArray (MutableArray arr#) (I# i#) x = primitive_ (writeArray# arr# i# x)

就以下而言：

newArray＃
readArray＃
writeArray＃

是用于在语言运行库提供的内存上操作的原始（硬件加速;）服务。

Launchbury和Peyton-Jones论文Lazy Functional State Threads向Haskell介绍了为破坏性记忆效应提供类型安全的机制，该论文为可变数组引入了ST monad和原语。

Answer 2

它们的实现方式与命令式语言相同;即就地更新。类型系统将保证你不能对它们做任何“坏事”。

Answer 3

作为一个例外，请记住，“使用monads实现”，可以对各种控制结构执行，与“由opad类型的monadic操作隔离的副作用”实际上并不相同，如使用IO或ST，其中monad的属性仅确保纯代码保持不变。

Don Stewart解释说，可变数据作为运行时原语提供;这里唯一“用monads实现”的是类型安全。

如何在Haskell中实现可变数组？

3 个答案: