ST（U）數組在數據結構中？

Question

我有什麼做的，使GHC接受這個代碼：

{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses, FlexibleInstances #-} 

module STTest where 

import Data.Array.ST 
import Control.Monad.ST.Strict as S 
import Control.Monad.ST.Lazy as L 

-- ST monad arrays (unboxed in actual code) 
type Arr s a = STArray s Int a 

-- representing some algorithm that works on these STArrays 
data ArrGen s a = ArrGen (a -> S.ST s (Arr s a)) (Arr s a -> S.ST s()) 

-- class for some "generator" 
class Generator g a where 
    gen :: g -> a -> [a] 

instance Generator (ArrGen s a) a where 
    gen (ArrGen create apply) s = L.runST $ do 
    a <- strictToLazyST $ create s -- DOES NOT WORK 
    strictToLazyST $ apply a >> getElems a 

我得到的錯誤是：

Couldn't match type `s' with `s1' 
    `s' is a rigid type variable bound by 
    the instance declaration at STTest.hs:20:28 
    `s1' is a rigid type variable bound by 
    a type expected by the context: L.ST s1 [a] at STTest.hs:21:33 

然而，這工作得很好：

data Dummy 
create' :: a -> S.ST s (Arr s a) 
create' = undefined 
apply' :: Arr s a -> S.ST s [a] 
apply' = undefined 

instance Generator Dummy a where 
    gen _ s = L.runST $ do 
    a <- strictToLazyST $ create' s 
    strictToLazyST $ apply' a >> getElems a 

爲什麼它與第二個而不是第一個一起工作？我可以通過數據聲明來做些什麼？或者我可以在實例聲明中添加某種「全部」？

以上只是一個簡單的測試程序。我實際上循環應用永遠創建一個無限的輸出值流。 （所以我不能將這兩個步驟合併在一起。）我真的希望能夠爲ArrGen數據類型實例化一次，然後使用這些STArray算法爲其創建各種值。

編輯：

沒想到把FORALL的功能裏面ArrGen（我把它放在整體式）。儘管現在我有一個讓它在STUArray上工作的問題。就像如果我使用以下命令：

class (Integral a, Bits a, forall s. MArray (STUArray s) a (S.ST s)) => HasSTU a 
type AC a = (HasSTU a) => forall s. a -> S.ST s (STUArray s Int a) 
type AU a = (HasSTU a) => forall s. STUArray s Int a -> S.ST s() 
type TX a = (HasSTU a) => a -> a -- or without the context 
data ArrayGen a = AG (AC a) (AU a) (TX a) 

那麼這個失敗：

instance (HasSTU a) => Generator (ArrayGen a) a [a] where 
    gens (AG c u p) s = fmap (fmap p) $ L.runST $ do 
    ar <- strictToLazyST $ (c s) 
    streamM $ strictToLazyST $ u ar >> getElems ar -- can't use getElems here! 

streamM :: (Applicative f) => f a -> f (Stream a)) 
streamM = Cons <$> a <*> streamM a 

它抱怨：

Could not deduce (MArray (STUArray s) a (S.ST s)) 
    arising from a use of `getElems' 
from the context (HasSTU a) 

即使上下文（HasSTU一）說，（在我的腦海）那對於所有的s有一個（MArray（STUArray s）a（S.ST s））上下文，但似乎並不這麼認爲。我試圖通過更改（AU a）類型來修復它：

type AU a = (HasSTU a) => forall s. STUArray s Int a -> S.ST s [a] 

而它似乎鍵入檢查，但我無法實際使用它。同樣的，如果我更改爲：

class (Integral a, Bits a, forall s. MArray (STUArray s) a (S.ST s)) => HasSTU s a 
type AC a = (forall s. HasSTU s a) => a -> S.ST s (STUArray s Int a) 
... 
instance (forall s. HasSTU s a) => Generator (ArrayGen a) a [a] where 
    ... 

instance forall s. HasSTU s Word32 -- !!! 

但是當我嘗試運行的東西：

Could not deduce (forall s. HasSTU s Word32) 

我討厭這個S！爲什麼？我有一個所有 s！我真的失去了應該在哪裏放置我的論文以及發生了什麼。

Answer 1

的問題是，runST需要一個forall s. ST s t的說法，但你的類型修復s，所以在單子行動使用create和apply使得它不適合runST。

這並不在我看來，您的使用情況下，禁止給ArrGen多態性（在s）參數，所以

{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses, FlexibleInstances, RankNTypes #-} 

module STTest where 

import Data.Array.ST 
import Control.Monad.ST.Strict as S 
import Control.Monad.ST.Lazy as L 

-- ST monad arrays (unboxed in actual code) 
type Arr s a = STArray s Int a 

-- representing some algorithm that works on these STArrays 
data ArrGen a = ArrGen (forall s. a -> S.ST s (Arr s a)) (forall s. Arr s a -> S.ST s()) 

-- class for some "generator" 
class Generator g a where 
    gen :: g -> a -> [a] 

instance Generator (ArrGen a) a where 
    gen (ArrGen create apply) s = L.runST $ do 
    a <- strictToLazyST $ create s -- DOES NOT WORK 
    strictToLazyST $ apply a >> getElems a 

使得組件的多態作品（至少在其編譯的意義上說，你的使用情況可能禁止這種方法）。

它爲什麼它的第二個而不是第一個？

因爲那裏，s不固定，計算處於s充分多態，所要求的runST。