haskell - 分段可变状态的单子
问题描述
我知道普通的State
工作原理(编辑:显然不是!)。
如果我需要创建一个数组,并且一次创建整个数组不方便,我可以创建一个STArray
,填充它,然后冻结并将一个普通的不可变数组返回给用户。
现在假设我需要同时创建两个不同类型的数组。
更一般地说,我可能想创建一个带有可变节点的任意图,逐个节点修改它一段时间,就像我会STArray
逐个单元格修改一样,然后立即冻结整个图并返回正常的不可变数据。
我不想诉诸IOArray
s 或IO
单子中的任何东西。我有哪些选择?
解决方案
这里有一些选项。
{-# LANGUAGE RankNTypes #-}
{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables #-}
module TestSTArray where
import Control.Monad.ST
import Data.Array.ST
import Data.Array
import Data.Array.MArray
-- not needed until later on
import GHC.Arr (unsafeFreezeSTArray)
基本的、安全的方法是冷冻。但是,这将导致复制。
test2Safe :: (Array Int Char, Array Int Bool)
test2Safe = runST $ do
a1 <- newArray (0,9) 'A' :: ST s (STArray s Int Char)
a2 <- newArray (0,9) False :: ST s (STArray s Int Bool)
writeArray a1 5 'B'
x <- readArray a2 6
writeArray a1 7 (if x then 'X' else 'Y')
writeArray a2 5 True
arr1 <- freeze a1
arr2 <- freeze a2
return (arr1, arr2)
更有风险但可能仍然安全的是利用低杠杆/不安全的 GHC 原语并构建安全的扩展变体runSTArray
。这样我们就避免了复制。
runSTArray2 :: (forall s. ST s (STArray s i1 e1, STArray s i2 e2))
-> (Array i1 e1, Array i2 e2)
runSTArray2 st = runST $ do
(a1, a2) <- st
(,) <$> unsafeFreezeSTArray a1 <*> unsafeFreezeSTArray a2
我相信上面使用的unsafe
东西其实是安全的,因为我们在不安全冻结后不再使用a1,a2
,所以不需要复制。
当然,上面的包装器可以推广到更多的数组。可以说,应该将更通用的版本放入库中。
最后,我们可以利用辅助功能:
test2LessSafe :: (Array Int Char, Array Int Bool)
test2LessSafe = runSTArray2 $ do
a1 <- newArray (0,9) 'A' :: ST s (STArray s Int Char)
a2 <- newArray (0,9) False :: ST s (STArray s Int Bool)
writeArray a1 5 'B'
x <- readArray a2 6
writeArray a1 7 (if x then 'X' else 'Y')
writeArray a2 5 True
return (a1, a2)
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