使用狀態monad隱藏顯式狀態

Question

我想在Haskell寫一個小遊戲，並且有相當數量的狀態需要傳遞。我想嘗試隱藏狀態monad

現在我遇到了一個問題：功能，採取國家和一個參數很容易寫入工作在狀態單子。但也有一些函數只是將狀態作爲參數（並返回一個修改的狀態，或者可能是其他的）。

在我的代碼的一部分，我有這樣一行：

let player = getCurrentPlayer state 

我想它不會採取狀態，而不是寫

player <- getCurrentPlayerM 

目前，它的實現看起來像這樣

getCurrentPlayer gameState = 
    (players gameState) ! (on_turn gameState) 

它似乎很簡單，使它在國家單體中的工作，通過這樣寫：

getCurrentPlayerM = do state <- get 
         return (players state ! on_turn state) 

然而，這引起ghc的投訴！它說，沒有使用「get」引起的（MonadState GameState m0）實例。我已經重寫了非常相似的功能，但並不是在其國家單子形式無參，等等預感，我重寫這樣的：

getCurrentPlayerM _ = do state <- get 
         return (players state ! on_turn state) 

果然，它的工作原理！但我當然必須將其稱爲getCurrentPlayerM（），並且我覺得這樣做有點愚蠢。傳遞一個論點是我首先想避免的！

一個額外的驚喜：在ghci中尋找它的類型，我得到

getCurrentPlayerM :: MonadState GameState m => t -> m P.Player 

，但如果我嘗試設置，明確在我的代碼，我得到另一個錯誤：「非類型變量參數的約束MonadState GameState m「並提供語言擴展以允許它。我想這是因爲我的GameState是一個類型而不是一個類型類，但是爲什麼它在實踐中被接受了，但是當我嘗試對它進行明確的時候我並沒有更加困惑。

所以總結起來：

1. 爲什麼我不能寫在單子國家職能零元？
2. 爲什麼我不能聲明我的解決方法函數實際上具有的類型？

Answer 1

問題是你不寫你的函數的類型簽名，並且單態限制適用。

當你寫：

getCurrentPlayerM = ... 

你正在寫一個頂層一元約束值定義沒有類型聲明，所以Haskell編譯將嘗試推斷定義一個類型。然而，單態限制（Literally：single-shape restriction）指出所有具有推斷類型約束的頂級定義必須解析爲具體類型，即它們不能是多態。

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要解釋一下我的意思是，採取這種簡單的例子：

pi = 3.14 

在這裏，我們定義pi沒有類型，因此GHC推斷類型Fractional a => a，即「任何類型的a，只要它可以像一個分數一樣對待。「然而，這種類型是有問題的，因爲它意味着pi不是一個常量，即使它看起來像。爲什麼？因爲pi的值將根據我們希望的類型重新計算。

如果我們有(2::Double) + pi,pi將是Double。如果我們有(3::Float) + pi,pi將是Float。每次使用pi時，都必須重新計算（因爲我們無法存儲替代版本的pi，因爲全部是可能的小數類型，我們可以嗎？）。對於簡單的文字3.14這很好，但如果我們想要更多的小數點pi並且使用一種計算它的花式算法呢？我們不希望每次使用pi時都會重新計算它，那麼，我們呢？

這就是爲什麼Haskell報告指出頂級一元類型約束定義必須具有單一類型（單形）以避免此問題。在這種情況下，pi將得到default類型Double。您可以更改默認的數字類型，如果你想使用default關鍵字：

default (Int, Float) 

pi = 3.14 -- pi will now be Float 

在你的情況，但是，你所得到的推斷簽名：

getCurrentPlayerM :: MonadState GameState m => m P.Player 

它的意思是：「對於任何國家monad，存儲GameState s，找回玩家。「然而，由於單態限制的應用，Haskell被迫嘗試通過爲m選擇一個具體類型來使這種類型變爲非多態。然而，它找不到一個，因爲沒有像狀態數字那樣的狀態monad的默認類型，所以它放棄了。

要麼你想給你的功能一個明確的類型簽名：

getCurrentPlayerM :: MonadState GameState m => m P.Player 

...但你必須添加FlexibleContexts的Haskell語言擴展爲它工作，通過在頂部加入這個你文件：

{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-} 

或者，您可以明確指定你想要的狀態單子：

getCurrentPlayerM :: State GameState P.Player 

您也可以通過添加擴展名來禁用單態限制;但是，添加類型簽名要好得多。

{-# LANGUAGE NoMonomorphismRestriction #-} 

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PS。如果你有一個函數，你的狀態作爲參數，你可以使用：

value <- gets getCurrentPlayer 

你也應該考慮使用Lenses與State monads，它可以讓你寫的隱性狀態的傳球非常乾淨的代碼。