使用状态monad隐藏显式状态

Question

我想在Haskell写一个小游戏，并且有相当数量的状态需要传递。我想尝试隐藏状态monad

现在我遇到了一个问题：功能，采取国家和一个参数很容易写入工作在状态单子。但也有一些函数只是将状态作为参数（并返回一个修改的状态，或者可能是其他的）。

在我的代码的一部分，我有这样一行：

let player = getCurrentPlayer state 

我想它不会采取状态，而不是写

player <- getCurrentPlayerM 

目前，它的实现看起来像这样

getCurrentPlayer gameState = 
    (players gameState) ! (on_turn gameState) 

它似乎很简单，使它在国家单体中的工作，通过这样写：

getCurrentPlayerM = do state <- get 
         return (players state ! on_turn state) 

然而，这引起ghc的投诉！它说，没有使用“get”引起的（MonadState GameState m0）实例。我已经重写了非常相似的功能，但并不是在其国家单子形式无参，等等预感，我重写这样的：

getCurrentPlayerM _ = do state <- get 
         return (players state ! on_turn state) 

果然，它的工作原理！但我当然必须将其称为getCurrentPlayerM（），并且我觉得这样做有点愚蠢。传递一个论点是我首先想避免的！

一个额外的惊喜：在ghci中寻找它的类型，我得到

getCurrentPlayerM :: MonadState GameState m => t -> m P.Player 

，但如果我尝试设置，明确在我的代码，我得到另一个错误：“非类型变量参数的约束MonadState GameState m“并提供语言扩展以允许它。我想这是因为我的GameState是一个类型而不是一个类型类，但是为什么它在实践中被接受了，但是当我尝试对它进行明确的时候我并没有更加困惑。

所以总结起来：

1. 为什么我不能写在单子国家职能零元？
2. 为什么我不能声明我的解决方法函数实际上具有的类型？

Answer 1

问题是你不写你的函数的类型签名，并且单态限制适用。

当你写：

getCurrentPlayerM = ... 

你正在写一个顶层一元约束值定义没有类型声明，所以Haskell编译将尝试推断定义一个类型。然而，单态限制（Literally：single-shape restriction）指出所有具有推断类型约束的顶级定义必须解析为具体类型，即它们不能是多态。

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要解释一下我的意思是，采取这种简单的例子：

pi = 3.14 

在这里，我们定义pi没有类型，因此GHC推断类型Fractional a => a，即“任何类型的a，只要它可以像一个分数一样对待。“然而，这种类型是有问题的，因为它意味着pi不是一个常量，即使它看起来像。为什么？因为pi的值将根据我们希望的类型重新计算。

如果我们有(2::Double) + pi,pi将是Double。如果我们有(3::Float) + pi,pi将是Float。每次使用pi时，都必须重新计算（因为我们无法存储替代版本的pi，因为全部是可能的小数类型，我们可以吗？）。对于简单的文字3.14这很好，但如果我们想要更多的小数点pi并且使用一种计算它的花式算法呢？我们不希望每次使用pi时都会重新计算它，那么，我们呢？

这就是为什么Haskell报告指出顶级一元类型约束定义必须具有单一类型（单形）以避免此问题。在这种情况下，pi将得到default类型Double。您可以更改默认的数字类型，如果你想使用default关键字：

default (Int, Float) 

pi = 3.14 -- pi will now be Float 

在你的情况，但是，你所得到的推断签名：

getCurrentPlayerM :: MonadState GameState m => m P.Player 

它的意思是：“对于任何国家monad，存储GameState s，找回玩家。“然而，由于单态限制的应用，Haskell被迫尝试通过为m选择一个具体类型来使这种类型变为非多态。然而，它找不到一个，因为没有像状态数字那样的状态monad的默认类型，所以它放弃了。

要么你想给你的功能一个明确的类型签名：

getCurrentPlayerM :: MonadState GameState m => m P.Player 

...但你必须添加FlexibleContexts的Haskell语言扩展为它工作，通过在顶部加入这个你文件：

{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-} 

或者，您可以明确指定你想要的状态单子：

getCurrentPlayerM :: State GameState P.Player 

您也可以通过添加扩展名来禁用单态限制;但是，添加类型签名要好得多。

{-# LANGUAGE NoMonomorphismRestriction #-} 

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PS。如果你有一个函数，你的状态作为参数，你可以使用：

value <- gets getCurrentPlayer 

你也应该考虑使用Lenses与State monads，它可以让你写的隐性状态的传球非常干净的代码。