我如何通過IO操作在一些非IO monad中慣用和高效地使用管道？

Question

我有一個Producer創建依賴於隨機性的值，用我自己的Random單子：

policies :: Producer (Policy s a) Random x 

Random超過mwc-random的包裝，可以從ST或IO運行：

newtype Random a = 
    Random (forall m. PrimMonad m => Gen (PrimState m) -> m a) 

runIO :: Random a -> IO a 
runIO (Random r) = MWC.withSystemRandom (r @ IO) 

的policies生產者通過簡單的強化學習算法產生更好更好的策略。

我可以有效地繪製後的政策，比方說，500萬次迭代通過索引進入policies：

Just convergedPolicy <- Random.runIO $ Pipes.index 5000000 policies 
plotPolicy convergedPolicy "policy.svg" 

我現在要繪製每50萬步中間政策，看看他們是如何收斂。我寫了幾個函數，生成policies製作者，並提取一個列表（[Policy s a]），比如10個策略 - 每500,000次迭代一次 - 然後繪製所有這些策略。但是，即使學習迭代的總數應該相同（即5,000,000），這些函數花費的時間（10x）和使用更多內存（4x）的時間也要比繪製上述最終策略要多。我懷疑這是由於抽取名單抑制垃圾收集器，這似乎是一個unidiomatic使用管道的：因爲它們產生的，而不是加載的所有元素到內存

慣用管道風格立即消耗的元素。

什麼是正確的做法，以消耗管這樣當Producer是在一些隨機的單子（即Random）和IO我想產生的效果是什麼？

換句話說，我想插入一個Producer (Policy s a) Random x到Consumer (Policy s a) IO x。

Answer 1

Random是一個閱讀器，讀取發電機

import Control.Monad.Primitive 
import System.Random.MWC 

newtype Random a = Random { 
    runRandom :: forall m. PrimMonad m => Gen (PrimState m) -> m a 
} 

我們可以平凡轉換Random a成ReaderT (Gen (PrimState m)) m a。這瑣碎操作是您想要hoist將Producer ... Random a變成Producer ... IO a的操作。

import Control.Monad.Trans.Reader 

toReader :: PrimMonad m => Random a -> ReaderT (Gen (PrimState m)) m a 
toReader = ReaderT . runRandom 

由於toReader是微不足道不會有從hoist任何隨機生成的開銷荷蘭國際集團它。這個函數是爲了演示它的類型簽名而編寫的。

import Pipes 

hoistToReader :: PrimMonad m => Proxy a a' b b' Random       r -> 
           Proxy a a' b b' (ReaderT (Gen (PrimState m)) m) r 
hoistToReader = hoist toReader 

這裏有兩種方法。簡單的方法是將hoistConsumer放入同一個monad中，將管道組合在一起，然後運行它們。

type ReadGenIO = ReaderT GenIO IO 

toReadGenIO :: MFunctor t => t Random a -> t ReadGenIO a 
toReadGenIO = hoist toReader 

int :: Random Int 
int = Random uniform 

ints :: Producer Int Random x 
ints = forever $ do 
    i <- lift int 
    yield i 

sample :: Show a => Int -> Consumer a IO() 
sample 0 = return() 
sample n = do 
    x <- await 
    lift $ print x 
    sample (n-1) 

sampleSomeInts :: Effect ReadGenIO() 
sampleSomeInts = hoist toReader ints >-> hoist lift (sample 1000) 

runReadGenE :: Effect ReadGenIO a -> IO a 
runReadGenE = withSystemRandom . runReaderT . runEffect 

example :: IO() 
example = runReadGenE sampleSomeInts 

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有一個在Pipes.Lift另一套工具，管道的用戶應該知道的。這些是通過分佈在Proxy上運行變形金剛像Random monad的工具。這裏有預建的工具用於運行變壓器庫中熟悉的變壓器。它們全部由distribute構建而成。它將Proxy ... (t m) a變成t (Proxy ... m) a，您可以使用您用來運行t的任何工具運行一次。

import Pipes.Lift 

runRandomP :: PrimMonad m => Proxy a a' b b' Random r -> 
          Gen (PrimState m) -> Proxy a a' b b' m r 
runRandomP = runReaderT . distribute . hoist toReader 

可以完成管道結合在一起，並使用runEffect擺脫Proxy S的，但你會被自己玩弄發電機參數爲您結合Proxy ... IO rš在一起。