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我知道 ST monad 有点像 IO 的小兄弟，而后者又是增加了RealWorld魔法的状态 monad。我可以描绘状态，并且可以描绘 RealWorld 以某种方式被放入 IO，但每次我编写ST monad 的类型签名时都会让我感到困惑ST。s

举个例子，ST s (STArray s a b)。那里的工作怎么样s？它只是用于在计算之间建立一些人为的数据依赖关系，而不能像状态单子中的状态那样被引用（由于forall）？

我只是提出想法，非常感谢比我更有知识的人向我解释。

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s保持 monad 内部的对象不会ST泄漏到STmonad 外部。

-- This is an error... but let's pretend for a moment...
let a = runST $ newSTRef (15 :: Int)
    b = runST $ writeSTRef a 20
    c = runST $ readSTRef a
in b `seq` c

好的，这是一个类型错误（这是一件好事！我们不想STRef泄漏到原始计算之外！）。这是一个类型错误，因为额外的s. 请记住，runST有签名：

runST :: (forall s . ST s a) -> a

这意味着s您正在运行的计算必须没有任何限制。因此，当您尝试评估时a：

a = runST (newSTRef (15 :: Int) :: forall s. ST s (STRef s Int))

结果将具有 type STRef s Int，这是错误的，因为s已“逃逸”到forallin之外runST。类型变量总是必须出现在 a 的内部forall，并且 Haskell 允许在任何地方使用隐式forall量词。根本没有规则可以让您有意义地找出a.

另一个例子forall：为了清楚地说明为什么你不能让事情逃脱 a forall，这里有一个更简单的例子：

f :: (forall a. [a] -> b) -> Bool -> b
f g flag =
  if flag
  then g "abcd"
  else g [1,2]

> :t f length
f length :: Bool -> Int

> :t f id
-- error --

当然f id是一个错误，因为它会根据布尔值是真还是假返回一个列表Char或一个列表。Int这完全是错误的，就像ST.

另一方面，如果您没有stype 参数，那么即使代码显然是非常虚假的，一切都可以进行类型检查。

ST的实际工作原理：在实现方面，STmonad 实际上与 monad 相同，IO但接口略有不同。当您在幕后使用ST实际得到的 monad或等效项时。您可以安全地执行此操作的原因是因为所有相关函数unsafePerformIO的类型签名，尤其是带有.STforall

于 2012-09-18T00:11:34.673 回答
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The s is just a hack that makes the type system stop you doing things which would be unsafe. It doesn't "do" anything at run-time; it just makes the type checker reject programs that do dubious things. (It is a so-called phantom type, a thing with only exists in the type checker's head, and doesn't affect anything at run-time.)

于 2012-09-18T09:18:15.120 回答
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举个例子ST s (STArray s a b)：s那里的工作如何？

GHCi 会议时间：

GHCi, version 8.4.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Prelude> let _ = (\x -> x^4) 5 in x

<interactive>:2:27: error: Variable not in scope: x
Prelude>

局部变量的范围（或参考框架） 是 lambda/匿名函数- 在该范围之外，否则未定义，因此会出现错误。 x\x -> x^4x

的类型runST：

runST :: (forall s . ST s a) -> a

以类似的方式工作：局部量化的类型变量的范围s是类型ST s a（ 的runST参数的类型） - 如果s出现在结果的类型中，它也超出其范围并且也缺乏合理的定义，导致类型错误。

所以如果你：

  • 有行动m :: ST s (STArray s a b)

  • 并且您无意中尝试从以下位置提取可变数组m：

      … (let arr = runST m in …) …

...逃离s其范围：

forall s . ST s (STArray s a)

（以及类型系统对其进行检测）会停止共享可变状态，这是众所周知的难以捉摸的错误来源，尤其是在并行性和并发性的上下文中。

于 2021-08-06T09:39:37.320 回答