理解 State Monad 中的状态参数答案

【问题标题】：Understanding the state argument in the State Monad理解 State Monad 中的状态参数
【发布时间】：2019-05-20 13:17:15
【问题描述】：

我非常努力地围绕着 State Monad，但我不明白以下内容：

鉴于return和(>>=)的实现，当你说State $ \s ->....时，s从何而来？我的意思是，当您开始执行>>= ... >>= 时，这是否意味着在链的开头某处您必须以某种方式提供该初始参数？

newtype State s a=State { runState::s->(a,s) }

 instance Monad (State s) where
        return a=State $ \s->(a,s)
        (>>=) m g=State $ \s -> let (a,s')= runState m s in
                                   runState (g a) s'

在(>>=) 你说State $ \s -> runState m s，我不明白什么时候是那个初始的(\s -> ...) argument（带有REAL argument）被调用？

谁能解释一下？

稍后编辑：

谁能告诉我如何设置initial 状态，假设它是否需要使用getLine 获取值？

main::IO()
main=do
  argument<-getLine
  --how do i set initial state with argument?
  m >> f1 >> f2 >> f3

【问题讨论】：

它是 initial 状态，因此可以创建函数，其中状态被传递（有时被修改）并传递到下一个状态。
因此我们采用两种状态，并创建一个新的State。 State 实际上不是状态，而是状态的change。因此，我们创建了一个新的状态更改，首先将s 传递给第一个，结果(a, s') 包含修改后的状态s'，然后传递给下一个。
将State s a 值视为“状态转换器”，这是一台可以修改状态的机器，当输入一个值时，它会在此过程中生成a 类型的值。当一个人最终决定使用runState myStateValue myInitialState 运行一元计算时，就会传递具体的、真实的初始状态。这是使用 monad 的典型工作流程：您使用大量 >>=/return 来构建 M a 类型的值，并在最后一步使用 runM 将 M a 转换为一些可用类型，打破一元抽象。
您在 IO do 块中写入 let x = runState st argument，或 runState (do { x <- get ; return (x+1) }) 0。但这是一个新问题。

标签： haskell monads state-monad

【解决方案1】：

当你说State $ \s ->.... 时，s 来自哪里？

它将来自调用，当runState 将初始状态值提供给 state-monadic 值，以运行它描述的组合计算：

st = do { x <- get ; return (x+1) }

x = runState st 0    -- x is (1,0)

我还感觉到您可能存在另一个误解：您写道：“何时最初的(\s -> ...) argument 被调用？”没有“初始”lambda：lambdas 都嵌套在里面！

do { a <- as; b <- bs; c <- foo b; return c }

翻译成

as >>= (\a -> bs >>= (\b -> foo b >>= (\c -> return c)))

所以它不是“初始”，它是一个组合的全封闭 lambda，以初始状态调用！

然后it会调用

let (a,s1) = runState as s0

等等。在do 块中使用“初始”as。

【讨论】：

【解决方案2】：

do 块不执行任何有状态计算 - 它只是将一些较小的有状态计算组合成一个更大的有状态计算。在do 级别，实际状态不存在。

如果将 monad 称为“有状态计算”，它会更简单，甚至可能更准确。或者“一个函数，它采用 S 类型的状态并返回另一个相同类型的状态及其实际结果”。那么你可以把>>=想象成“将上述类型的两个函数合二为一，将第一个返回的状态作为参数传递给第二个”。

【讨论】：

我更喜欢的措辞是，“do 块不执行，它描述计算要执行。” :)
@WillNess do 与任何其他函数没有什么不同:) 你会说find“描述在可折叠中找到一个值”还是你会说find“找到一个值在可折叠的“？ :-)
do 与任何其他函数相当不同，即它根本不是函数。
find 的源代码确实描述了在 Foldable 中查找值；问题是它根本不是 Haskell 值。 do 块中的每一行（<- 右侧的部分，如果存在）是一个 Haskell 值。这就是区别。
@ReinHenrichs "find's source code is not a Haskell value" 是我的意思。

【解决方案3】：

State 只是 s -> (a, s) 类型函数的封装。 runState 实际上并没有“运行”任何东西；它只是返回由State 构造函数包装的函数。但是，您可以将 runState 与 ($) 运算符进行比较以获得函数。

($)             f  x = f x
runState (State f) s = f s

这使得(=<<) = flip (>>=) 类似于(<<<) = (.)；它不是采用两个函数并返回第三个函数，而是采用一个函数（返回一个State）和一个State，并产生第二个State。

但是，我们将直接比较 (>>=) 和 (>>>) = flip (.)，以便更好地对齐类型。（同样，您可以将(.) 与(=<<) 进行比较。）

-- f :: t -> a
-- g ::      a -> b
f >>> g =         \t -> let a       = ($)      f     t
                        in            ($)      g     a
-- m :: State s a
-- g ::         a -> State s b
m >>= g = State $ \s -> let (a, s') = runState m     s
                        in            runState (g a) s'

【讨论】：