Haskell monad：IO [Double] 到 [IO Double]

Question

考虑以下应该打印出随机数的代码：

import System.Random.Mersenne

main =
 do g <- (newMTGen Nothing)
    xs <- (randoms g) :: IO [Double]
    mapM_ print xs  

运行时，我收到分段错误错误。这并不奇怪，因为函数“randoms”会产生一个无限列表。假设我只想打印 xs 的前十个值。我怎么能那样做？ xs 的类型为 IO [Double]，我想我想要一个 [IO Double] 类型的变量。存在哪些运算符可以在两者之间进行转换。

Answer 1

假设我只想打印 xs 的前十个值。我怎么能这样做？

只需使用take:

main =
 do g <- (newMTGen Nothing)
    xs <- (randoms g) :: IO [Double]
    mapM_ print $ take 10 xs  

你写的

xs 的类型为 IO [Double]

但实际上，randoms g 具有 IO [Double] 类型，但由于 do 表示法，xs 具有 [Double] 类型，您可以将 take 10 应用于它。

您也可以使用liftM 跳过绑定：

main =
  do g <- newMTGen Nothing
     ys <- liftM (take 10) $ randoms g :: IO [Double]
     mapM_ print ys

Answer 2

如果您收到分段错误错误，并且您没有使用 FFI 或任何名称中带有 unsafe 的函数，那么在任何情况下都不不足为奇！这意味着 GHC 存在错误，或者您正在使用的库正在做一些不安全的事情。

用mapM_ print 打印出Doubles 的无限列表非常好；该列表将被增量处理，并且程序应该以恒定的内存使用量运行。我怀疑您正在使用的 System.Random.Mersenne 模块中存在错误，或者它所基于的 C 库存在错误，或者您的计算机存在问题（例如 RAM 故障）。¹ 请注意newMTGen 带有此警告：

由于当前的 SFMT 库非常不纯，目前每个程序只允许使用一个生成器。尝试重新初始化它会失败。

您最好改用提供的global MTGen。

也就是说，您不能以这种方式将IO [Double] 转换为[IO Double]；如果不执行IO 操作，就无法知道结果列表的长度，这是不可能的，因为您有一个纯结果（尽管它恰好包含IO 操作）。对于无限列表，您可以编写：

desequence :: IO [a] -> [IO a]
desequence = desequence' 0
  where
    desequence n m = fmap (!! n) m : desequence (n+1) m

但是每次执行此列表中的操作时，IO [a] 操作都会再次执行；它只会丢弃列表的其余部分。

randoms 可以工作并返回一个无限的随机数列表的原因是因为它使用了 unsafeInterleaveIO 的惰性 IO。 （请注意，尽管名称中有“不安全”，但这个不能导致段错误，所以其他的事情正在进行中。）

¹ 其他不太可能的可能性包括 C 库的错误编译或 GHC 中的错误。