使用 Haskell 将阶乘写为命令式函数答案

【问题标题】：Write factorial as imperative function using Haskell使用 Haskell 将阶乘写为命令式函数
【发布时间】：2013-10-05 16:42:31
【问题描述】：

我在 Haskell 中编写了以下代码：

import Data.IORef
import Control.Monad
import Control.Monad.Trans.Cont
import Control.Monad.IO.Class
fac n = do
          i<-newIORef 1
          f<-newIORef 1
          replicateM_ n $ do
            ri<-readIORef i
            modifyIORef f (\x->x*ri)
            modifyIORef i (+1)
          readIORef f

这是非常好的代码，它将阶乘实现为命令式函数。但是 replicateM_ 不能完全模拟真实 for 循环的使用。所以我尝试使用延续来创建一些东西，但我失败了，这是我的代码：

ff = (`runContT` id) $ do
       callCC $ \exit1 -> do
         liftIO $ do
           i<-newIORef 1
           f<-newIORef 1
         callCC $ \exit2 -> do
           liftIO $ do 
             ri<-readIORef i
             modifyIORef (\x->x*ri)
             modifyIORef i (+1)
             rri<-readIORef i
             when (rri<=n) $ exit2(())
         liftIO $ do
           rf<-readIORef f
           return rf

你能帮我更正我的代码吗？谢谢

【问题讨论】：

只是为了确保：您是尝试 IORef 和延续的高级用户，还是需要有关如何以命令式样式编写阶乘函数的建议的初学者？
但是...为什么yyyy？
@kqr 我是初学者。
你想要来自Control.Monad的forM_。
@Dragno 你被误导了。 replicateM 不会多次复制代码。此外，即使您使用replicateM 的代码也让我想知道，“为什么？”。如果您允许，事情会变得非常简单。

标签： haskell continuations monad-transformers

【解决方案1】：

由于您是 Haskell 的初学者，而不是仅仅为了了解延续和 IORef 的工作原理而这样做，所以您做错了。

编写命令式循环的 Haskell-y 方法是尾调用或折叠。

factorial n = foldl1' (*) [1..n]

factorial' n = go 1 n
   where go accum 0 = accum
         go accum n = go (n-1) (accum * n)

此外，由于 Haskell 的 callCC 本质上为您提供了提前返回，因此使用它来模拟循环是行不通的。

 callCC (\c -> ???)

想想我们必须为??? 输入什么才能循环。不知何故，如果 callCC 返回某个值，我们想再次运行它，否则就继续我们愉快的方式。

但是我们在??? 中添加的任何内容都无法使callCC 再次运行！无论我们做什么，它都会返回一个值。因此，我们需要围绕 callCC 做一些事情

 let (continue, val) = callCC (someFunc val)
 in if continue
    then callCallCCAgain val
    else val

是这样的吧？但是等等，callCallCCAgain 是递归！它甚至是尾递归！事实上，callCC 对任何人都没有好处

 loop val = let (continue, val') = doBody val
            in if continue
               then loop val'
               else val'

看起来很眼熟？这与上面的factorial' 结构相同。

你仍然可以使用IORefs 和类似 monad-loops 包的东西，但这总是一场艰苦的战斗，因为 Haskell 不是这样写的。

总结

当你想直接在haskell中做“循环”时，使用尾递归。但实际上，尝试使用 fold 和 map 之类的组合器，它们就像小型专用循环，而 GHC 非常擅长优化它们。绝对不要使用IORefs，尝试像 C 一样编写 Haskell 只会损害你的性能和可读性，而且每个人都会感到难过。

【讨论】：