StateT over Reader 和 ReaderT over State 之间有什么显着区别吗？答案

【问题标题】：Is there any significant difference between StateT over Reader and ReaderT over State?StateT over Reader 和 ReaderT over State 之间有什么显着区别吗？
【发布时间】：2023-03-30 01:34:02
【问题描述】：

当我设计我的编程模型时，我总是纠结于哪种方法更好：

type MyMonad1 = StateT MyState (Reader Env)
type MyMonad2 = ReaderT Env (State MyState)

在使用一个 monad 和另一个之间有什么好处和权衡？这有关系吗？性能怎么样？

【问题讨论】：

我不是 Monad Transformers 方面的专家，但据我所知，这并不重要。模新类型，MyMonad1 a 和MyState -> Env -> (a, MyState) 一样，而MyMonad2 a 是Env -> MyState -> (a, MyState)，所以唯一的区别是参数顺序。
这个问题是专门针对ReaderT和StateT，还是一般来说是关于如何选择堆栈中的transformer的顺序？
具体说这两个

标签： performance haskell monads state-monad reader-monad

【解决方案1】：

在一般情况下，monad 转换器的不同排序会导致不同的行为，但正如 cmets 中所指出的，对于“状态”和“读者”这两个排序，我们有以下同构直到新类型：

StateT MyState (Reader Env) a  ~  MyState -> Env -> (a, MyState)
ReaderT Env (State MyState) a  ~  Env -> MyState -> (a, MyState)

所以唯一的区别是参数顺序之一，这两个 monad 在其他方面在语义上是等价的。

在性能方面，如果不对实际代码进行基准测试，就很难确定。但是，作为一个数据点，如果您考虑以下一元动作：

foo :: StateT Double (Reader Int) Int
foo = do
  n <- ask
  modify (* fromIntegral n)
  gets floor

然后，当使用 GHC 8.6.4 使用 -O2 编译时，新类型 - 显然 - 优化掉了，如果您将签名更改为，这将生成完全相同的核心：

foo :: ReaderT Int (State Double) Int

除了foo 的两个参数被翻转。因此，至少在这个简单的示例中，根本没有性能差异。

从风格上讲，您可能会遇到一种情况，即一种排序导致代码比另一种更好看，但通常在它们之间没有太多选择余地。特别是，像上面这样的基本一元动作在任何一种排序下看起来都完全相同。

无缘无故，我倾向于支持 #2，主要是因为 Env -> MyState -> (a, MyState) 对我来说看起来更自然。

【讨论】：

一个小问题：当我们谈论擦除新类型时，仅仅拥有两个同构类型是不够的；还必须检查关联的实例是否尊重同构。（例如，考虑All 和假设的Xor，它们都展开为Bool，但其Monoid 实例不尊重id 或not 同构。）这是一个非常小的狡辩但是，在这种情况下，因为实例确实是适当地对应的。