在Haskell中获取元素输出IO

Question

我正在通过令人惊叹的Write Yourself a Scheme in 48 Hours工作，并完成了核心任务并想扩展它，但遇到了问题。我想要做的是让eval函数可用于运行时，但有问题将其存储到全局环境中。

的运行时环境的类型是：

type Env = IORef [(String, IORef LispVal)] 

Haskell的eval实现类型：

eval :: Env -> LispVal -> IOThrowsError LispVal 

全球环境类型的映射：

primitiveBindings :: IO Env 

为它包含执行IO与纯函数混合的函数。我的尝试是运行eval设置为主机eval部分与地球环境类似这样的应用：

baseFun :: [(String, [LispVal] -> IOThrowsError LispVal)] 
baseFun = [("eval", unaryOp (eval (liftIO $ readIORef primitiveBindings)))] 

其中unaryOp是：

unaryOp :: (LispVal -> ThrowsError LispVal) -> [LispVal] -> ThrowsError LispVal 
unaryOp f [v] = f v 

我想那么元素加入到全球环境，但我得到的编译错误：

Couldn't match expected type `IORef a' 
     against inferred type `IO Env' 
In the first argument of `readIORef', namely `primitiveBindings' 
In the second argument of `($)', namely `readIORef primitiveBindings' 
In the first argument of `eval', namely 
    `(liftIO $ readIORef primitiveBindings)' 

它似乎的readIORef env这种模式发生Ø在代码中，因此它不清楚为什么它不在这里工作。我非常感谢我的错误启发。作为参考，我的代码几乎完全像final code for the original tutorial作为参考。

谢谢

Answer 1

据我所知，primitiveBindings是不一个全球性的环境，而是一个行动是，执行时，产生与已建立的原始绑定一个新的映射。也许更好的名字应该是createPrimitiveBindings。在没有unsafePerformIO黑客的情况下，没有办法在Haskell中拥有适当的全局变量。

因此，这样你想添加eval将使它在新环境评估的一切，因为你重新运行primitiveBindings行动。我们可以很容易地将错误类型的照顾，如果这确实是你想要的结果：

baseFun :: [(String, [LispVal] -> IOThrowsError LispVal)] 
baseFun = [("eval", evalInNewEnv)] 
    where evalInNewEnv args = do 
       env <- liftIO primitiveBindings 
       unaryOp (eval env) args 

正如你看到的，也没有必要在这里任何readIORef，因为eval已经预计Env这只是一种类型的代名词的IORef。

但是，听起来我想你喜欢eval在“全局”环境中工作，在这种情况下，您需要将该环境以某种方式传递给您，因为正如我所提到的，没有全局。例如，我们可以定义类似这样的内容，它将创建一个新的环境，其中包含eval。

primitiveBindingsWithEval :: IO Env 
primitiveBindingsWithEval = do 
    env <- primitiveBindings  
    bindVars env [("eval", unaryOp (eval env))] 

您可以primitiveBindingsWithEval当你想用它eval一个清新的环境，然后替换现有primitiveBindings用途。

Answer 2

假设：的unaryOp类型实际上涉及IOThrowsError到处都写ThrowsError。然后，只是你不知道的领域已经放弃的类型去，我可以做一个关于你的意思猜测：

baseFun = [("eval", unaryOp (\lispVal -> liftIO primitiveBindings >>= flip eval lispVal))] 

确实，看起来就像是相当接近的，你想要什么？

Answer 3

您的问题（来自错误消息）是readIORef primitiveBindings。

由于readIORef :: IORef a -> IO a和primitiveBindings :: IO (IORef [(String, IORef LispVal)])类型不对齐（通知primitiveBindings包装在IO）。

尝试primitiveBindings >>= readIORef。

对于标题中的问题：由于IO是世界，而且haskell不公开它的实现，所以你只剩下由接口提供的接口Monad（绑定并返回）。如果需要，有人可以指导您更好地解释这一点。

Answer 4

你在混合IO和纯粹的功能有点随意。从本质上讲，你有三个问题：

1. 你想unaryOp (eval (liftIO $ readIORef primitiveBindings))有型[LispVal] -> IOThrowsError LispVal，但unaryOp返回一个类型[LispVal] -> ThrowsError LispVal和IOThrowsError是不一样的ThrowsError。有几种方法来解决这个问题，但截至目前为止最简单的是推广的unaryOp类型：

   unaryOp :: (a -> b) -> [a] -> b 
   unaryOp f [v] = f v 
   

   （你或许应该也想出了一个更好的错误消息，当第二个参数不是单列表）。

   现在unaryOp做什么之前做了，但是还可以返回[LispVal] -> IOThrowsError LispVal如果你给它LispVal -> IOThrowsError LispVal，这正是eval不给它。到现在为止还挺好。但是：

2. liftIO (readIORef primitiveBindings)不进行类型检查，因为primitiveBindings不是IORef，这是一个IO的行动，产生的IORef时运行。因此，您可以使用=<<（即readIORef =<< primitiveBindings）执行读取IORef的操作，但实际上您不需要要求来执行此操作，因为您要将IORef本身传递给eval，而不是其内容。所以你应该使用liftIO primitiveBindings来代替。但是：

3. eval需要Env类型的参数，但liftIO primitiveBindings是类型IOThrowsError Env（实际上，它比这更普遍，但是这足够接近）。所以你需要使用>>=或do首先提取值：

   evalOp val = do 
       env <- liftIO primitiveBindings 
       eval env val 
   
   baseFun = [("eval", unaryOp evalOp)] 
   

顺便说一句，解决问题的标题的语气：在Haskell，你没有得到的东西出来的IO。你所做的是你写的功能，然后你把纳入IO得到更多IO了。 >>=（即do表示法）和return是“提升”功能在IO值上操作的常用技术。