如何堆叠 State 和 IO monad

Question

在 Connect4 游戏中：

• 我们从一个空网格开始
• 两名玩家将棋子 x 和 o 放在网格上
• 第一个达到 4 个连线的玩家获胜！
• 这是一款基于文本的主机游戏

我的想法是：

• 在游戏的每一步，网格都会从一种状态转换到另一种状态
• 因此我需要使用 State monad
• 因为这是一个基于控制台的应用程序，涉及到 io
• 在这种情况下，我还需要使用 IO monad

这种想法正确吗？

假设以上是正确的，其中哪一项是正确的？

• 类型 StateInIO[S,A] = IO[State[S,A]]
• 类型 IOInState[S,A] = 状态[S,IO[A]]

我赞成第二种选择，对我来说更有意义。

我可以用这种方式堆叠这些 monad (State, IO) 吗？

Answer 1

我认为您应该只编写一个工作程序，然后对其进行概括/重构，而不是预先进行过度设计。 您需要State[S, A] 用于业务逻辑，IO[A] 用于与控制台交互。但你不必混合它。

然后在您编写用户交互循环的主类中，您可以利用 StateT 来统一您的两种类型。

顺便说一句，IO[State[S,A]] 看起来不是一个非常有用的类型。它说您可以从现实世界中读取State[S, A]。 State 是一个函数。没有明智的方法可以从现实世界中读取函数。所以很可能你需要一些不那么强大的东西。当然，这种类型在 monad 转换器的上下文中是有意义的。

Answer 2

cats 中的State 实际上定义为monad 转换器StateT[F[_], S, A] 的类型别名，其中F[_] 是效果类型。这个别名用Eval 修复了F[_]，所以它看起来像type State[S, A] = StateT[Eval, S, A]。在您的情况下，您应该只定义自己的 IO 状态，例如 type IOState[S, A] = StateT[IO, S, A]。

StateT[IO, S, A] 对应于 IO[S => IO[(S, A)]]，我觉得它是更有用的堆栈，因为您现在可以轻松地将使用此堆栈的代码与使用 IO 的应用程序的其余部分连接起来。

您可以在来自猫的状态文档中的interleaving effects 部分中找到更多关于使用StateT 堆叠状态单子和效果单子的信息。