Haskell 哈斯克尔州立大学

State Monad的

put

函数是否更新了实际状态，还是只返回一个新状态和新值？我的问题是，在命令式设置中，状态单子可以像“全局变量”一样使用吗？

put

是否修改“全局变量”

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我的理解是，它不会修改初始状态，但使用一元接口，我们可以通过计算传递新状态，保持初始状态“完好无损”。这是正确的吗？如果没有，请纠正我

州没有什么神奇的。您可以这样实现它：

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

也就是说，

状态sa

（我们将其视为使用类型为

s

的状态生成类型为

a

的结果的计算）只是一个函数，它接受一个状态并返回一个结果和一个新状态。您应该尝试写出此定义的

Monad

实例和

get

和

put

的定义。真正的定义更为笼统：

type State s = StateT s Identity
newtype Identity a = Identity a
newtype StateT s m a = StateT {runStateT :: s -> m (a, s)}

这允许将状态添加到其他一元计算中。也可以将状态转换器定义为“操作单体”。阿普费莫斯在某个地方有一个关于这些问题的教程。

首先，国家本身并不是“全球”的；您可以运行状态monad的多个不同副本，每个副本都有自己的独立状态，并且它们不会相互干扰。（事实上，这可以说是重点。）如果你想让州成为整个程序的全局，你就必须把整个程序放在一个州的单子中

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其次，调用

put

会更改对

get

的后续调用将返回的结果。这就是全部。它不会“改变”实际值本身。例如，如果调用

get

并将结果放入某个变量中，然后调用

put

，则变量不会更改。即使状态是字典或其他东西，如果您要添加一个新键并

put

，任何仍在查看字典旧副本的人仍将看到旧字典。这对国家单子来说并不特别；哈斯克尔就是这样工作的。

答案就在类型上

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

因此，状态本质上是一个函数，它接受一个参数“s”（我们称之为状态），并返回一个元组（值、状态）。monad的实现如下所示

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

因此，您有一个对初始状态进行操作的函数，并输出一个值状态元组，供组合中的下一个函数处理

现在，

put

是下面的函数

put newState = State $ \s -> ((),newState)

这本质上设置了将传递给组合中下一个函数的状态，而下游函数将看到修改后的状态

事实上，状态monad是完全纯的（即，没有设置任何内容）；只有传递到下游的内容才会发生变化。换句话说，State monad为您省去了用Haskell这样的纯语言显式携带状态的麻烦。换句话说，State monad只是提供了一个隐藏状态线程细节的接口（我认为这就是WikiBooks中所说的，或者说是向您学习Haskell）

下面显示了这一点。您有get，它将value字段设置为与state字段相同（注意，当我指的是设置时，我指的是输出，而不是变量）

put

通过传递给它的值获取状态，将其递增，并使用此新值设置状态

-- execState :: State s a -> s -> s
let x =  get >>= \x -> put (x+10)
execState x 10

上述产出为20

现在，让我们做下面的事情

execState (x >> x) 10

这将提供30的输出。第一个

x

通过put将状态设置为20。现在，第二个

x

使用此选项。此时的

get

设置将其传递到值字段的状态，该字段现在为20。现在，我们的put将得到这个值，增加10，并将其设置为新状态

因此，在纯上下文中有状态。希望这有帮助