我的一元随机实现中非常慢的守卫（haskell）

Question

我尝试编写一个基于数字类的随机数生成器实现。我还在那里添加了 Monad 和 MonadPlus 实例。

“MonadPlus”是什么意思，为什么要添加这个实例？因为我想在这里使用警卫：

--  test.hs       --

import RandomMonad
import Control.Monad
import System.Random 

x = Rand (randomR (1 ::Integer, 3)) ::Rand StdGen Integer

y = do
 a <-x
 guard (a /=2) 
 guard (a /=1)
 return a

RandomMonad.hs 文件内容来了：

-- RandomMonad.hs --

module RandomMonad where
import Control.Monad
import System.Random 
import Data.List 
data RandomGen g => Rand g a = Rand (g ->(a,g))  | RandZero

instance (Show g, RandomGen g) => Monad (Rand g)
 where
 return x = Rand (\g ->(x,g))
 (RandZero)>>= _ = RandZero

 (Rand argTransformer)>>=(parametricRandom) =  Rand funTransformer 
  where 
  funTransformer g | isZero x = funTransformer g1
                   | otherwise = (getRandom x g1,getGen x g1)
   where
   x = parametricRandom val
   (val,g1) = argTransformer g
   isZero RandZero = True
   isZero _ = False

instance (Show g, RandomGen g) => MonadPlus (Rand g)
 where
 mzero = RandZero
 RandZero `mplus` x = x
 x `mplus` RandZero = x
 x `mplus` y = x 

getRandom :: RandomGen g => Rand g a ->g ->a
getRandom (Rand f) g = (fst (f g)) 
getGen :: RandomGen g => Rand g a ->g -> g
getGen (Rand f) g = snd (f g)

当我运行 ghci 解释器时，并给出以下命令

getRandom y (mkStdGen 2000000000)

我可以在我的计算机上看到内存溢出 (1G)。这是意料之外的，如果我删除一名守卫，它的工作速度非常快。为什么在这种情况下它运行得太慢了？

我做错了什么？

Answer 1

您对(>>=) 的定义肯定是错误的，但我无法指出哪里，因为它太复杂了！相反，我将用一个例子来解释为什么它不能被正确定义。考虑：

Rand (\g -> (42,g)) >>= const mzero

我们需要把42 拿出来，所以我们需要g。得到g的地方是从bind的返回值来的，所以答案肯定是：

Rand (\g -> ...)

对于一些...，负责返回一个(b,g) 对。现在我们有 42 个，我们可以评估 const mzero 42 并发现我们有 RandZero 但是我们从哪里得到 b？它无处不在（事实上，所以在这个例子中没有任何地方可以是任何类型，因为表达式的类型是forall b. Rand b）。

RandZero 对你的 monad 有什么作用？你只是想制作StateT g Maybe吗？我的猜测是你是。在这种情况下，您可能会更幸运地尝试实现 this 类型：

newtype Rand g a = Rand (g -> Maybe (a, g))

Answer 2

如果我正确理解了您的“monad”，(>>=) 将无法关联。尝试定义

y' = do a <- do a' <- x
                guard (a' /= 2)
                return a'
        guard (a /= 1)
        return a

检查是否是这种情况。实际上，您的回溯策略只能撤消最后一步，而不是整个计算。