Haskell随机生成

有人能描述一下下面的类型构造函数和函数是如何工作的吗

type Rand a = State StdGen a  

getRandom :: (Random a) => Rand a
getRandom = get >>= (\r -> let (a,g) = random r in (put g) >> (return a))

runRand :: Int -> Rand a -> a
runRand n r = evalState r $ mkStdGen n

runRandIO :: Rand a -> IO a
runRandIO r = randomIO >>= (\rnd -> return $ runRand rnd r)

getRandoms :: (Random a) => Int -> Rand [a]
getRandoms n = mapM (\_ -> getRandom) [1..n]

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让我们从头开始：

type Rand a = State StdGen a

这一行告诉您，

Rand a

是

State

类型的同义词，其状态由

StdGen

给出，其最终值为

a

类型。这将用于在每个随机数请求之间存储随机数生成器的状态

getRandom

的代码可以转换为do符号：

getRandom :: (Random a) => Rand a
getRandom = do
  r <- get                   -- get the current state of the generator
  let (a,g) = random r in do -- call the function random :: StdGen -> (a, StdGen)
    put g                    -- store the new state of the generator
    return a                 -- return the random number that was generated

runRandIO :: Rand a -> IO a
runRandIO r = do
  rnd <- randomIO        -- generate a new random number using randomIO
  return (runRand rnd r) -- use that number as the initial seed for runRand

最后，

getRandoms

获取一个数字

n

，表示要生成的随机值的数量。它构建一个列表

[1..n]

，并将

getRandom

应用于该列表。请注意，

[1..n]

中的实际值未被使用（您可以知道，因为lambda函数以

\\ u->…

开头）。这个列表只是为了有一些元素数量正确的东西。由于

getRandom

返回一个一元值，因此我们使用

mapM

映射列表，这会导致状态（即

StdGen

）通过对

getRandom
的每个调用正确执行线程。基本思想很简单——要创建伪随机数，需要在函数调用之间保持一些状态。因此类型
Rand a
被定义为意味着“
a
以及随机性所需的状态”

状态是使用存储的。这提供了两个主要操作--
get
和
put
，这两个操作完全按照它们的声音执行。因此，
getRandom
只需查找当前状态，然后调用
random
函数。此函数返回两个值：随机值和新状态。然后，您只需
放入新状态并包装结果值

runRand
允许您打开给定种子的“随机”值
evalState
允许您在给定初始状态的情况下执行有状态计算（即，类型为
states sa
或在本例中为
Rand a
）的值），然后丢弃最终状态，只给出结果。因此，这允许您使用给定的种子运行
Rand a
，并且只返回结果值。该值的类型可以是
a
，而不是
Rand a
，因为它总是为同一种子提供相同的结果

runRandomIO
除了根据IO中的某个全局状态获取种子外，其他操作都是一样的

getRandoms
只需为
[1..n]
列表中的每个元素调用
getRandoms
，即可获取
Rand a
值的列表（忽略实际数字）