在Haskell中獲取元素輸出IO

Question

我正在通過令人驚歎的Write Yourself a Scheme in 48 Hours工作，並完成了核心任務並想擴展它，但遇到了問題。我想要做的是讓eval函數可用於運行時，但有問題將其存儲到全局環境中。

的運行時環境的類型是：

type Env = IORef [(String, IORef LispVal)] 

Haskell的eval實現類型：

eval :: Env -> LispVal -> IOThrowsError LispVal 

全球環境類型的映射：

primitiveBindings :: IO Env 

爲它包含執行IO與純函數混合的函數。我的嘗試是運行eval設置爲主機eval部分與地球環境類似這樣的應用：

baseFun :: [(String, [LispVal] -> IOThrowsError LispVal)] 
baseFun = [("eval", unaryOp (eval (liftIO $ readIORef primitiveBindings)))] 

其中unaryOp是：

unaryOp :: (LispVal -> ThrowsError LispVal) -> [LispVal] -> ThrowsError LispVal 
unaryOp f [v] = f v 

我想那麼元素加入到全球環境，但我得到的編譯錯誤：

Couldn't match expected type `IORef a' 
     against inferred type `IO Env' 
In the first argument of `readIORef', namely `primitiveBindings' 
In the second argument of `($)', namely `readIORef primitiveBindings' 
In the first argument of `eval', namely 
    `(liftIO $ readIORef primitiveBindings)' 

它似乎的readIORef env這種模式發生Ø在代碼中，因此它不清楚爲什麼它不在這裏工作。我非常感謝我的錯誤啓發。作爲參考，我的代碼幾乎完全像final code for the original tutorial作爲參考。

謝謝

Answer 1

據我所知，primitiveBindings是不一個全球性的環境，而是一個行動是，執行時，產生與已建立的原始綁定一個新的映射。也許更好的名字應該是createPrimitiveBindings。在沒有unsafePerformIO黑客的情況下，沒有辦法在Haskell中擁有適當的全局變量。

因此，這樣你想添加eval將使它在新環境評估的一切，因爲你重新運行primitiveBindings行動。我們可以很容易地將錯誤類型的照顧，如果這確實是你想要的結果：

baseFun :: [(String, [LispVal] -> IOThrowsError LispVal)] 
baseFun = [("eval", evalInNewEnv)] 
    where evalInNewEnv args = do 
       env <- liftIO primitiveBindings 
       unaryOp (eval env) args 

正如你看到的，也沒有必要在這裏任何readIORef，因爲eval已經預計Env這只是一種類型的代名詞的IORef。

但是，聽起來我想你喜歡eval在「全局」環境中工作，在這種情況下，您需要將該環境以某種方式傳遞給您，因爲正如我所提到的，沒有全局。例如，我們可以定義類似這樣的內容，它將創建一個新的環境，其中包含eval。

primitiveBindingsWithEval :: IO Env 
primitiveBindingsWithEval = do 
    env <- primitiveBindings  
    bindVars env [("eval", unaryOp (eval env))] 

您可以primitiveBindingsWithEval當你想用它eval一個清新的環境，然後替換現有primitiveBindings用途。

Answer 2

假設：的unaryOp類型實際上涉及IOThrowsError到處都寫ThrowsError。然後，只是你不知道的領域已經放棄的類型去，我可以做一個關於你的意思猜測：

baseFun = [("eval", unaryOp (\lispVal -> liftIO primitiveBindings >>= flip eval lispVal))] 

確實，看起來就像是相當接近的，你想要什麼？

Answer 3

您的問題（來自錯誤消息）是readIORef primitiveBindings。

由於readIORef :: IORef a -> IO a和primitiveBindings :: IO (IORef [(String, IORef LispVal)])類型不對齊（通知primitiveBindings包裝在IO）。

嘗試primitiveBindings >>= readIORef。

對於標題中的問題：由於IO是世界，而且haskell不公開它的實現，所以你只剩下由接口提供的接口Monad（綁定並返回）。如果需要，有人可以指導您更好地解釋這一點。

Answer 4

你在混合IO和純粹的功能有點隨意。從本質上講，你有三個問題：

1. 你想unaryOp (eval (liftIO $ readIORef primitiveBindings))有型[LispVal] -> IOThrowsError LispVal，但unaryOp返回一個類型[LispVal] -> ThrowsError LispVal和IOThrowsError是不一樣的ThrowsError。有幾種方法來解決這個問題，但截至目前爲止最簡單的是推廣的unaryOp類型：

   unaryOp :: (a -> b) -> [a] -> b 
   unaryOp f [v] = f v 
   

   （你或許應該也想出了一個更好的錯誤消息，當第二個參數不是單列表）。

   現在unaryOp做什麼之前做了，但是還可以返回[LispVal] -> IOThrowsError LispVal如果你給它LispVal -> IOThrowsError LispVal，這正是eval不給它。到現在爲止還挺好。但是：

2. liftIO (readIORef primitiveBindings)不進行類型檢查，因爲primitiveBindings不是IORef，這是一個IO的行動，產生的IORef時運行。因此，您可以使用=<<（即readIORef =<< primitiveBindings）執行讀取IORef的操作，但實際上您不需要要求來執行此操作，因爲您要將IORef本身傳遞給eval，而不是其內容。所以你應該使用liftIO primitiveBindings來代替。但是：

3. eval需要Env類型的參數，但liftIO primitiveBindings是類型IOThrowsError Env（實際上，它比這更普遍，但是這足夠接近）。所以你需要使用>>=或do首先提取值：

   evalOp val = do 
       env <- liftIO primitiveBindings 
       eval env val 
   
   baseFun = [("eval", unaryOp evalOp)] 
   

順便說一句，解決問題的標題的語氣：在Haskell，你沒有得到的東西出來的IO。你所做的是你寫的功能，然後你把納入IO得到更多IO了。 >>=（即do表示法）和return是「提升」功能在IO值上操作的常用技術。