Haskell中：使用最后一个引用一个变量以有效地创建一个新的变量

Question

这种C代码可在概念上被描述为创建新阵列相同的输入阵列，但以1作为第一个元素：

int* retire_and_update(int* arr) { 
    arr[0] = 1; 
    return arr; 
} 

这是一个纯函数（wink wink nudge nudge），只要对输入数组及其元素没有进一步的引用。 C型系统不会为我们强制执行，但原则上似乎是可强制执行的。

该GCC生成的代码是简单和有效的：

retire_and_update: 
    movq %rdi, %rax 
    movl $1, (%rdi) 
    ret 

我们功能通过创建在恒定时间一个全新的阵列和不使用额外的存储器实现似乎是不可能。尼斯。 Haskell函数是否可以使用类似的代码有效地实现类似于数组的输入和输出？有没有一种方法可以表达“这是对这个变量的最后一个引用”，这样一个纯函数可以在后台调用变量？

如果函数被内联，那么在这里没有什么有趣的事情需要发生，所以我们假设调用者和函数将被单独编译。

Answer 1

虽然ST monad是而不是正是你所描述的，实际上你可以使用STUArray来实现大部分。所以，一个模拟了你的代码可能是这样的：

import Control.Monad (forM_) 
import Control.Monad.ST (ST) 
import Data.Array.Unboxed (UArray) 
import Data.Array.ST (STUArray, newArray, readArray, writeArray, runSTUArray) 

retire_and_update :: STUArray s Int Int -> ST s (STUArray s Int Int) 
retire_and_update arr = do 
    writeArray arr 0 1 
    return arr 

，如果你有哪些变异就地阵列，像另一个功能：

mutate_inplace :: STUArray s Int Int -> Int -> ST s() 
mutate_inplace arr size = do 
    forM_ [2..size - 1] $ \i -> do 
     a <- readArray arr (i - 2) 
     b <- readArray arr (i - 1) 
     writeArray arr i (a + b) 

你可能绑定两个不纯的功能一起使用叫runSTUArray他们一个纯函数内：

run :: Int -> UArray Int Int 
run size = runSTUArray $ do 
    arr <- newArray (0, size - 1) 0 
    retire_and_update arr 
    mutate_inplace arr size 
    return arr 

注意run保持纯洁，早期版本返回数组不被泄漏出来的任何地方：

\> run 8 
array (0,7) [(0,1),(1,0),(2,1),(3,1),(4,2),(5,3),(6,5),(7,8)]