Haskell 在程序设计语言解释器运行时使用unsafePerformIO

要将IO函数添加到用Haskell编写的编程语言解释器中，我基本上有两种选择：

• 修改整个解释器以在IO monad中运行
• 让可由解释程序调用的运行时函数使用

  unsafePerformIO

前者对我来说是个坏主意——这实际上抵消了

IO

reach在程序中几乎无处不在所带来的任何纯度好处。我目前也大量使用

ST

，必须修改大量程序才能实现这一点，因为我无法同时使用

ST

和

IO

（？）

后者让我感到紧张——正如函数名所述，它是不安全的，但我认为在这种情况下，它可能是合理的。特别是：

• 此更改所涉及的代码量将非常小
• 在对解释表达式求值期间，通过在控制点使用

  seq

  ，可以执行IO的点已经被明确排序
• 也许更重要的是，IO操作返回的值只能在代码的解释部分中使用，我可以通过以下事实来保证引用的透明度：不能使用相同的参数多次调用解释器，因为操作计数器将作为相同更改的一部分贯穿整个系统，并始终将唯一值传递给将使用

  unsafePerformIO

  的每个函数

在这种情况下，是否有充分的理由不使用

unsafePerformIO

更新

---

有人问我为什么要在口译员中保持纯洁。原因有很多，但可能最紧迫的是我打算稍后为这种语言构建一个编译器，这种语言将包括各种元编程技术，这些技术要求编译器包含解释器，但我希望能够保证编译结果的纯度。为此，该语言将有一个纯子集，我希望解释器在执行该子集时是纯的。

如果我理解正确，您希望将

IO

操作添加到解释语言（不纯primops），而解释器本身是纯的

第一个选项是来自解释器的抽象primops。例如，解释器可以在一些未指定的monad中运行，同时注入priops：

data Primops m = Primops
  { putChar :: Char -> m ()
  , getChar :: m Char
  , ...
  }

interpret :: Monad m => Primops m -> Program -> m ()

现在，解释器不能执行任何

IO

操作，除了关闭的primops列表。（使用自定义monad而不是将primops作为参数传递，可以获得类似的结果。）

---

但是我会考虑工程问题，直到你确切地说出你为什么需要纯粹的翻译。也许你不知道？如果您只是想使解释器的纯部分易于测试，那么最好将这些部分提取到单独的纯函数中。这样一来，顶级入口点将是不纯净的，但很小，但所有解释器的逻辑都是可测试的。

假设您的解释器将与用户交互，那么它不会在IO中运行吗？为什么不在解释语言的表示中也使用值来包装

IO

。如果您已经在处理不同类型的值，那么其中一种类型可能会包含IO值。这就是我打算如何建模用户交互以及其他形式的IO。目前，IO仅在初始模块加载阶段（发生并在执行之前完成）涉及。在这一点上，在口译过程中使用IO的改变似乎至少会失去在纯系统中工作的一些好处。在我不需要的时候避免IO似乎是一个有用的目标，如果我能分离出一个确实需要它的子系统，并证明该子系统仍然是引用透明的，有一个很好的理由不这样做吗？预测什么时候在惰性语言中强制使用thunk是非常棘手的——这就是为什么实际上没有惰性的不纯函数语言的原因。在正确的位置添加

seq

s可能没有看上去那么简单。此外，您可以为解释器编写一个模拟类型吗？它是

int:：Program->Result

还是类似的东西？解释器的总体类型基本上是

Scope s->Expr->ST s（ErrorMessage Value）

，其中

Scope s

包含全局（可变）变量和程序中定义的函数/类的描述，

Expr

基本上是一个简单的引导表达式，它调用程序中的函数。这是我简单考虑过的一个选项，但是这个选项太复杂了。也就是说，如果只是因为它有一些有用的应用程序（例如，记录IO操作的跟踪，以便更容易地测试程序），那么它可能值得再考虑一段时间。至于我想要一个纯解释器的原因，我将在问题中添加一个编辑。好的，您需要不同的primops集，因此注入它们看起来是合理的。无论如何，不要让过度思考阻碍了你的尝试——不管怎样，你可能会多次重新设计和重构一切。