如何解冻、变异、然后重新冻结 Haskell 向量？

Question

我正在处理a tutorial on Haskell Vectors，作为练习，要求您使用runST 和“本教程前面介绍的功能”重新实现Data.Vector.Unboxed.modify，我认为它是thaw 和freeze。

这是我尝试过的：

#!/usr/bin/env stack
-- stack --resolver lts-12.21 script
import qualified Data.Vector.Unboxed as V
import qualified Data.Vector.Unboxed.Mutable as VM
-- import Data.Vector.Unboxed (modify)
import Control.Monad.ST

-- TODO: debug this...
modify :: VM.Unbox a => (VM.MVector s a -> ST s ()) -> V.Vector a -> V.Vector a
modify sa v = runST $ do
  mv <- V.thaw v
  sa mv
  V.freeze mv

main :: IO ()
main = do
  let vec = V.enumFromTo 1 10 :: V.Vector Int
  print $ modify (\v -> fmap (\_-> ()) $ VM.nextPermutation v) vec

编译错误：

$ ./modify.hs
./modify.hs:11:9: error:                                                                                            
    • Couldn't match type ‘s1’ with ‘s’                                                                                                                        
      ‘s1’ is a rigid type variable bound by                                                                                                                   
        a type expected by the context:                                                                                                                        
          forall s1. ST s1 (V.Vector a)                                                                                                                        
        at /home/tom/code/fpco-haskell-tutorials/vector/modify.hs:(10,15)-(13,13)                                                                              
      ‘s’ is a rigid type variable bound by                                                                                                                    
        the type signature for:                                                                                                                                
          modify :: forall a s.                                                                                                                                
                    VM.Unbox a =>                                                                                                                              
                    (VM.MVector s a -> ST s ()) -> V.Vector a -> V.Vector a                                                                                    
        at /home/tom/code/fpco-haskell-tutorials/vector/modify.hs:9:1-79
      Expected type: ST s1 (VM.MVector s a)                                               
        Actual type: ST                        
                       s1                    
                       (VM.MVector
                          (primitive-0.6.3.0:Control.Monad.Primitive.PrimState (ST s1)) a)
    • In a stmt of a 'do' block: mv <- V.thaw v
      In the second argument of ‘($)’, namely
        ‘do mv <- V.thaw v
            _ <- sa mv       
            V.freeze mv’ 
      In the expression:  
        runST                  
          $ do mv <- V.thaw v          
               _ <- sa mv                                                       
               V.freeze mv                                               
    • Relevant bindings include                                                 
        sa :: VM.MVector s a -> ST s ()
          (bound at /home/tom/code/fpco-haskell-tutorials/vector/modify.hs:10:8)
        modify :: (VM.MVector s a -> ST s ()) -> V.Vector a -> V.Vector a
          (bound at /home/tom/code/fpco-haskell-tutorials/vector/modify.hs:10:1)
   |
11 |   mv <- V.thaw v                                              
   | 

我认为重要的一点是：

      Expected type: ST s1 (VM.MVector s a)                                               
        Actual type: ST                        
                       s1                    
                       (VM.MVector
                          (primitive-0.6.3.0:Control.Monad.Primitive.PrimState (ST s1)) a)

看看我在modify的尝试：

modify :: VM.Unbox a => (VM.MVector s a -> ST s ()) -> V.Vector a -> V.Vector a
modify sa v = runST $ do
  mv <- V.thaw v
  sa mv
  V.freeze mv

我想表达的是：

• 将Vector 解冻为MVector
• 执行突变
• 冻结成一个新的Vector

如果我注释掉我尝试执行突变的位置：

modify sa v = runST $ do
  mv <- V.thaw v
  -- sa mv
  V.freeze mv

代码编译并运行以生成未修改的向量。

$ ./modify.hs 
[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

所以我尝试应用有状态操作sa 来修改可变向量mv 的方式有问题。

查看类型，the docs for thaw and freeze:

thaw :: (Unbox a, PrimMonad m) => Vector a -> m (MVector (PrimState m) a) 

freeze :: (Unbox a, PrimMonad m) => MVector (PrimState m) a -> m (Vector a)

sa mv :: ST s ()

所以do 块在类型类PrimMonad 中的monad m 内。

我的想法是ST s 会与它“对齐”以执行突变...

我尝试将它绑定到一个洞：

modify sa v = runST $ do
  mv <- V.thaw v
  _ <- sa mv
  V.freeze mv

但这并没有什么不同，想想它，你不会期望它......

我认为这是关于 monad 转换器的一般问题。我需要在这里做一些提升吗？

我需要做什么来使用我的sa 执行可变向量的突变？

Answer 1

只需更改类型签名：

modify :: VM.Unbox a => (forall s. VM.MVector s a -> ST s ()) -> V.Vector a -> V.Vector a
--                       ^^^^^^^^^

您的初始实现很好。但是，您应该使用 one of the existing modify functions 而不是自己滚动。