在Haskell中的let in a do块中使用状态

Question

我有以下数据结构和函数：

data BTree a = BLeaf | BNode (BTree a) a (BTree a) deriving (Show, Eq)
freshNodesS :: BTree String -> State [String] (BTree String)
freshNodesS BLeaf = return BLeaf
freshNodesS (BNode l m r) = do  l' <- freshNodesS l
let m' = getFresh m s
let s' = m : s
r' <- freshNodesS r s'
return (BNode l' m' r')

有一个问题，我实际上想使用freshNodesS l的状态，它应该给出(BTree String, [String])的输出，但在do块中，我不能使用(l', s) <- freshNodesS l，我看到的唯一选项是将所有内容都放在lambda函数中。但是有没有一种方法我仍然可以使用do符号？

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在@chi说了什么之后，我做了这个：

freshNodesS BLeaf           = return BLeaf
freshNodesS (BNode l m r)   = do    l' <- freshNodesS l
m' <- getFreshS m
r' <- freshNodesS r
return (BNode l' m' r')

getFreshS :: String -> State [String] String
getFreshS x = state $ (s -> let newx = getFresh x s in (newx, newx: s))

这起到了作用。

Answer 1

Statemonad的全部目的是自动传递状态，而不必显式地这样做。几乎没有一个函数应该将s作为参数，或者返回它

例如，

let m' = getFresh m s

是可疑的，它可能应该读取

m' <- getFresh m

其中我们将具有CCD_ 6。

然后整个代码应读取为

do l' <- freshNodesS l
m' <- getFresh m
r' <- freshNodesS r
return (BNode l' m' r')

请注意，从未提及s或s'。这应该看起来像命令式代码，其中每个函数调用都会修改可变状态变量，即使代码没有明确提到这一点。

现在，在getFresh中，你将不得不与各州打交道，因为这是没有办法的。如果您的Statemonad是标准monad，则可以使用get和put访问状态。你可能需要类似的东西

getFresh :: String -> State [String] String
getFresh m = do
s <- get          -- read the current state
let m' = ...      -- compute a fresh name m'
let s' = m' : s   -- mark m' as used
put s'            -- write the current state
return m'

Answer 2

do表示法只是用>>=绑定和lambdas重写<-绑定的语法糖。如果你能和一个一起写，你就可以和另一个一起。所以，如果你认为你可以用lambdas写这篇文章，我鼓励你这样做。然后，重写它，用do表示法，你就会学到一些东西。但我怀疑你会遇到同样的障碍，因为正如我所说，使用lambdas而不是do表示法实际上并没有什么特别之处。

我很难说你想写什么，因为你没有为getFresh提供类型签名。有点令人费解的是，这个函数将中的状态作为直接参数，而不是像程序的其他部分那样参与state monad。我建议重写它以具有签名

getFresh :: String -> State [String] String
getFresh m = do {...}

当然，您必须更改实现，为此，我建议您研究get和put操作。但是，在进行了此更改后，您的freshNodesS函数将不必对状态参数进行任何手动线程处理，因为它将完全由状态机器处理，如预期的那样：

freshNodesS (BNode l m r) = do
l' <- freshNodesS l
m' <- getFresh m
r' <- freshNodesS r
return (BNode l' m' r')

或者，你可以用应用风格写这篇文章：

freshNodesS (BNode l m r) = 
BNode <$> freshNodesS l <*> getFresh m <*> freshNodesS r

通过这种方式，您可以清楚地表明，除了共享相同的状态之外，这三个操作都不相互依赖，并且您不需要为作用不大的变量命名。