在Haskell的do块中的let中使用状态

如何解决在Haskell的do块中的let中使用状态

我具有以下数据结构和功能：

data BTree a = BLeaf | BNode (BTree a) a (BTree a) deriving (Show,Eq)
freshNodesS :: BTree String -> State [String] (BTree String)
freshNodesS BLeaf = return BLeaf
freshNodesS (BNode l m r) = do  l' <- freshNodesS l
                                let m' = getFresh m s
                                let s' = m : s
                                r' <- freshNodesS r s'
                                return (BNode l' m' r')

有一个问题，我实际上要使用freshNodesS l的状态，该状态应提供(BTree String,[String])的输出，但是在do块中我不能使用(l',s) <- freshNodesS l，我看到的唯一选择是将所有内容都放在lambda函数中。 但是有办法我仍然可以使用do表示法吗？

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在@chi说完之后，我这样做了：

freshNodesS BLeaf           = return BLeaf
freshNodesS (BNode l m r)   = do    l' <- freshNodesS l
                                    m' <- getFreshS m
                                    r' <- freshNodesS r
                                    return (BNode l' m' r')
                    
getFreshS :: String -> State [String] String
getFreshS x = state $ (\s -> let newx = getFresh x s in (newx,newx: s))

那行得通。

解决方法

State monad的全部要点是自动传递状态，而无需您明确地进行操作。几乎没有函数应该将s作为参数或返回它。

例如，

let m' = getFresh m s

可疑，可能应该阅读

m' <- getFresh m

我们将拥有getFresh :: String -> State [String] String的地方。

整个代码应读为

       do l' <- freshNodesS l
          m' <- getFresh m
          r' <- freshNodesS r
          return (BNode l' m' r')

请注意，从未提及过s或s'。这应该看起来像命令式代码，其中每个函数调用都会修改一个可变状态变量，即使该代码没有明确提及。

现在，在getFresh中，您将不得不处理州，因为没有办法解决。如果您的State monad是标准的monad，则可以使用get和put访问状态。您可能需要类似

getFresh :: String -> State [String] String
getFresh m = do
   s <- get          -- read the current state
   let m' = ...      -- compute a fresh name m'
   let s' = m' : s   -- mark m' as used
   put s'            -- write the current state
   return m'

,

do-notation只是句法糖重写<-绑定与>>=绑定和lambda。如果可以用一个书写，则可以用另一个书写。因此，如果您认为可以使用lambda编写代码，则建议您这样做。然后，将其重写以使用do-notation，您将学到一些东西。但是我怀疑您会遇到同样的绊脚石，因为正如我说的那样，使用lambda代替do-notation实际上并没有什么特别之处。

我很难说出您打算写什么，因为您没有为getFresh提供类型签名。令人费解的是，此函数将状态作为直接参数，而不是像程序的其余部分一样参与State monad。我建议将其重写以具有签名

getFresh :: String -> State [String] String
getFresh m = do {...}

您当然必须更改实现，我建议您查看get和put操作。但是进行了此更改后，您的freshNodesS函数将无需执行任何手动穿插state参数的操作，因为它将完全由State机制按预期方式处理：

freshNodesS (BNode l m r) = do
  l' <- freshNodesS l
  m' <- getFresh m
  r' <- freshNodesS r
  return (BNode l' m' r')

或者，您可以改用应用样式编写此代码：

freshNodesS (BNode l m r) = 
  BNode <$> freshNodesS l <*> getFresh m <*> freshNodesS r

这样，您就可以清楚地知道，除了共享相同的状态外，这三个操作都不相互依赖，并且不需要为执行不多的变量命名。