在 State Monad 中获取 Gamestate 值

Question

我正在学习状态单子，但我有点困惑。

我有一个数据类型

data GameState = GameState (Map String Double) Double Bool
deriving (Eq, Show)

第二个参数Double是一个方向

当然还有状态单子定义

newtype State s a = StateOf (s -> (s, a))
deState (StateOf stf) = stf
get = StateOf (\s0 -> (s0, s0))
put s = StateOf (\s0 -> (s , ()))
modify f = get >>= \s -> put (f s)

那么如何写一个函数来获取方向

getDirection:: State GameState Double

我试过了

getDirection = do
     x <- get
     return x

但这只会返回 GameState，我如何获得当前的方向？

当我想改变方向时，我使用 put 还是 modify？

Answer 1

让我们从你目前所拥有的开始：

getDirection :: State GameState Double
getDirection = do
     x <- get
     return x

（顺便说一句，这实际上与getDirection = get 相同，因为您只是运行get 并返回其返回值。）

首先，这里的x 是什么类型？您的状态是GameState 类型，而get 只是获取状态，所以x :: GameState。所以我们可以对其进行模式匹配得到：

getDirection :: State GameState Double
getDirection = do
     (GameState map dir bool) <- get
     return (GameState map dir bool)

此时应该很明显该做什么：只需返回 dir 而不是 (GameState map dir bool)。

当我想改变方向时，我使用 put 还是 modify？

你不应该在同一篇文章中问两个问题，但要回答这个问题，让我们看看它们的类型：

put    :: s        -> State s ()
modify :: (s -> s) -> State s ()

这个想法是put 只是写入一个新状态，而modify 采用现有状态并使用给定函数修改它。这些功能实际上是等效的，这意味着您可以将其中一个功能替换为另一个：

-- write ‘put’ using ‘modify’
put s = modify (\_oldState -> s)

-- write ‘modify’ using ‘put’ (and ‘get’)
modify f = do
    oldState <- get
    put $ f oldState

但是，通常在不同的情况下使用put 或modify 会更容易。例如，如果您想编写一个全新的状态而不参考旧状态，请使用put；如果您想采用现有状态并对其进行一些更改，请使用modify。在您的情况下，您只想更改方向，因此使用modify 是最简单的，这样您就可以参考以前的状态来更改状态：

changeDirTo :: Double -> State GameState ()
changeDirTo newDir = modify (\(GameState map _ bool) -> GameState map newDir bool)

-- you can also do it using ‘put’, but it’s a bit harder and less elegant:
changeDirTo2 :: Direction -> State GameState ()
changeDirTo2 newDir = do
    (GameState map _ bool) <- get
    put $ GameState map newDir bool

另一方面，如果你（比如说）想分配一个全新的GameState，put 会更容易：

putNewGameState :: GameState -> State GameState ()
putNewGameState gs = put gs

-- the above is the same as:
-- putNewGameState = put

-- you can also do it using ‘modify’, but it’s a bit harder and less elegant:
putNewGameState2 :: GameState -> State GameState ()
putNewGameState2 gs = put (\_oldState -> gs)