我正在完成48小时内编写自己的方案(我最多可达85小时)，并且我已经达到了关于添加变量和赋值的部分。本章有一个很大的概念跳跃，我希望它分两步完成，中间有一个好的重构，而不是直接跳到最终的解决方案。无论如何…
我已经迷失了许多不同的类，似乎服务于相同的目的:State, ST, IORef和MVar。前三个在文中提到，而最后一个似乎是许多关于前三个的StackOverflow问题的最受欢迎的答案。在连续调用之间，它们似乎都带有一种状态。
这些都是什么，它们彼此之间有什么不同?
特别是这些句子没有意义:
相反，我们使用一个叫做状态线程的特性，让Haskell为我们管理聚合状态。这使得我们可以像对待其他编程语言一样对待可变变量，使用函数来获取或设置变量。
和
IORef模块允许您在IO单子中使用状态变量。
所有这些使得type ENV = IORef [(String, IORef LispVal)]行令人困惑-为什么第二个IORef ?如果我写type ENV = State [(String, LispVal)]，会发生什么?
State Monad:一个可变状态的模型
State单子是带有状态的程序的纯函数环境，有一个简单的API:
- 得到
- 把
mtl包中的文档。
当需要单个控制线程中的状态时，通常使用State单子。它在实现中并没有使用可变状态。相反，程序是由状态值参数化的(即状态是所有计算的附加参数)。状态只在单个线程中发生变化(并且不能在线程之间共享)。ST单子和STRefs
ST单子是IO单子的受限表亲。
它允许任意可变状态，作为机器上的实际可变内存实现。在没有副作用的程序中，API是安全的，因为rank-2类型参数防止依赖于可变状态的值脱离局部作用域。
它允许在其他纯粹的程序中控制可变性。
通常用于可变数组和其他数据结构的突变，然后冻结。这也是非常有效的，因为可变状态是"硬件加速的"。
主API:- Control.Monad.ST
- runST——开始一个新的内存效果计算
- 和STRefs:指向(本地)可变单元格的指针。
- 基于st的数组(如vector)也很常见。
可以把它看作是IO单子的不那么危险的兄弟。或者IO，只能对内存进行读写。
IORef: STRefs in IO
这些是IO单子中的stref(见上文)。它们没有与STRefs相同的关于局部性的安全保证。
MVars: IORefs with locks
类似于STRefs或IORefs，但是附加了一个锁，用于从多个线程中安全的并发访问。ioref和stref只有在使用atomicModifyIORef(比较-交换原子操作)时才安全。mvar是一种更通用的安全共享可变状态的机制。
通常，在Haskell中，使用mvar或tvar(基于stm的可变单元格)，而不是STRef或IORef。
好的，我将从IORef开始。IORef提供了一个在IO单子中可变的值。它只是对一些数据的引用，像任何引用一样，有一些函数允许你改变它所引用的数据。在Haskell中，所有这些函数都在IO中操作。您可以把它想象成数据库、文件或其他外部数据存储——您可以在其中获取和设置数据，但是这样做需要通过IO。IO之所以必要，是因为Haskell是纯的;编译器需要一种方法来知道引用在任何给定时间指向哪个数据(阅读sigfpe的"你可能已经发明了monads"blogpost)。
MVar s基本上与IORef相同，除了两个非常重要的区别。MVar是一个并发原语，所以它是为多线程访问而设计的。第二个区别是MVar是一个可以是满的或空的盒子。因此，当IORef Int总是有Int(或其底部)时，MVar Int可能有Int，也可能为空。如果一个线程试图从一个空的MVar中读取一个值，它将阻塞，直到MVar被填满(由另一个线程)。基本上，MVar a等同于IORef (Maybe a)，只是额外的语义对并发性很有用。
State是一个monad，它提供可变状态，不一定是IO。事实上，它对纯计算特别有用。如果你有一个使用state而不是IO的算法，那么State monad通常是一个很好的解决方案。
State还有一个单子转换器版本，StateT。这通常用于保存程序配置数据，或者应用程序中的"游戏-世界-状态"类型的状态。
ST略有不同。ST中的主要数据结构是STRef，它类似于IORef，但具有不同的monad。ST monad使用类型系统技巧(文档中提到的"状态线程")来确保可变数据不能逃离monad;也就是说，当您运行ST计算时，您会得到一个纯结果。ST之所以有趣，是因为它是一个像IO一样的原始单子，允许计算对字节数组和指针执行低级操作。这意味着ST可以在对可变数据使用低级操作的同时提供一个纯接口，这意味着它非常快。从程序的角度来看，似乎ST计算运行在具有线程本地存储的单独线程中。
其他人已经完成了核心的事情，但是要回答直接的问题:
Lisp是一种具有可变状态和词法作用域的函数式语言。假设你封闭了一个可变变量。现在，您已经在其他函数中获得了对该变量的引用——比如(用haskell风格的伪代码)所有这些使得行类型为
ENV = IORef [(String, IORef LispVal)]让人困惑。为什么是第二个IORef?什么如果我做type ENV = State [(String, LispVal)]，会打破吗?
(printIt, setIt) = let x = 5 in ( () -> print x, y -> set x y)。现在有两个函数——一个打印x，一个设置它的值。当计算printIt时，您希望在定义printIt的初始环境中查找x的名称，但是您希望在printIt 被调用的环境中查找该名称绑定到的值(在setIt可能被调用任意次数之后)。
除了这两个ioref之外，还有其他方法可以做到这一点，但您肯定需要的不仅仅是您建议的后一种类型，它不允许您以词法作用域的方式更改名称绑定到的值。在谷歌上搜索"funargs问题"，可以找到很多有趣的史前史。