执行 IO 动作，但返回其他类型

Question

对于一个项目，我们的任务是编写一种命令式语言并通过 Haskell 执行它。解析器（此处省略）和部分评估已完成。现在只剩下编码效果了。操纵一个小机器人。

给定以下代码：

data Env = Env [Binding]
instance Show Env where
  show (Env (x:xs)) = show x ++ ", " ++ show (Env xs)
  show (Env []) = ""

data Binding = Binding (String,Int)
instance Show Binding where
  show (Binding x) = fst x ++ " : " ++ show (snd x)

lookup' :: String -> Env -> Int
lookup' zoek (Env env) = case elemIndex zoek [fst x | Binding x <- env] of
  Just y ->  y
  Nothing -> error "Not found"


eval :: Stmt -> Env ->  Env
eval (Seq s) env = foldl (flip eval) env s
eval (Assign varName aexpr) env = evalAssign varName aexpr env
eval (If bool stmt1 stmt2) env = evalIf bool stmt1 stmt2 env
eval (While bool stmt) env = undefined
eval (MotorInstruct string aExpr) env = undefined
eval (SensorRead string) env = undefined
eval Skip env = env

evalAExpr :: AExpr -> Env -> Int
evalAExpr (IntConst int) _  = fromInteger int
evalAExpr (Neg a) env = - evalAExpr a env
evalAExpr (ABinary Add a b) env = evalAExpr a env + evalAExpr b env
evalAExpr (ABinary Subtract a b) env = evalAExpr a env - evalAExpr b env
evalAExpr (ABinary Multiply a b) env = evalAExpr a env * evalAExpr b env
evalAExpr (ABinary Divide a b) env = evalAExpr a env `div` evalAExpr b env
evalAExpr (Var x) env = getElementAtEnv env (lookup' x env)
  where
    getElementAtEnv (Env env) index = getSndFromBinding (env !! index)
    getSndFromBinding (Binding (_,t)) = t


evalBExpr :: BExpr -> Env -> Bool
evalBExpr (BoolConst bool) _ = bool
evalBExpr (Not expr) env = not $ evalBExpr expr env
-- Boolean operators
evalBExpr (BBinary And a b) env = evalBExpr a env && evalBExpr b env
evalBExpr (BBinary Or a b) env = evalBExpr a env || evalBExpr b env
-- Relational operators
evalBExpr (RBinary Greater a b) env = evalAExpr a env > evalAExpr b env
evalBExpr (RBinary Less a b) env = evalAExpr a env < evalAExpr b env
evalBExpr (RBinary Equal a b) env = evalAExpr a env == evalAExpr b env


evalIf ::  BExpr -> Stmt -> Stmt -> Env -> Env
evalIf expr s1 s2 env = if evalBExpr expr env
  then
    eval s1 env
  else
    eval s2 env


evalAssign :: String -> AExpr -> Env -> Env
evalAssign term s (Env env)= if term `elem` transform
  then
    Env ( take (lookup' term (Env env)) env ++ [Binding (term, evalAExpr s (Env env))]++ drop (lookup' term (Env env) + 1) env)
  else
    Env (env ++ [Binding (term, evalAExpr s (Env env))])
  where transform = [ fst ele | Binding ele <- env]


zoekMotor :: String -> Int
zoekMotor "left" = 0x9
zoekMotor "right" = 0xa
zoekMotor _ = error "No such motor"


sendToMotor :: String -> Int -> IO()
sendToMotor m s = do
  bot <- openMBot
  sendCommand bot $ setMotor (zoekMotor m) s s
  closeMBot bot

evalMotorInstruct :: String -> AExpr -> Env -> Env
evalMotorInstruct welke waarde env = do
  sendToMotor welke (evalAExpr waarde env)
  return env

如何在我的评估函数evalMotorInstruct 中执行函数sendToMotor（返回IO()），它应该返回Env？我对如何执行我的“动作”函数感到有些茫然，只能让我的 Env 退出评估函数。

请注意，evalMotorInstruct 的当前代码不正确。该函数应该返回一个Env，但实际上返回一个IO Env

谢谢

Answer 1

您的 AExpr 和 BExpr 类型代表您的语言中的纯计算 - 它们不仅不执行任何 IO，而且也不修改环境。因此，您不必修改它们的 eval 函数。

所以你只需要修改Stmt 值的评估。类型签名将更改为：

eval :: Stmt -> Env -> IO Env

eval Seq 将如何变化的示例：

eval (Seq []) env     = return env
eval (Seq (s:ss)) env = do env' <- eval s env  -- eval the first statement
                           eval (Seq ss) env'  -- eval the rest

注意eval If 不需要更改：

eval (If bool stmt1 stmt2) env = 
  if evalBExpr bool env
    then eval stmt1 env
    else eval stmt2 env

evalMotorInstruct 如果您将其签名更改为：

将编译

evalMotorInstruct :: String -> AExpr -> Env -> IO Env

剩下的交给你。

在重构时，只需将无法编译的代码注释掉即可。然后在添加另一行之前逐步将这些行逐一添加，让每行都进行编译。如果需要，请使用... = undefined。稍后回来填写。