在示例中结合 IO monad 和 State Monad答案

【问题标题】：combining IO monad with State Monad in example在示例中结合 IO monad 和 State Monad
【发布时间】：2016-04-13 18:26:04
【问题描述】：

我为语句创建了简单的评估器。我想使用变压器来实现 - 将 IO monad 与 State 混合使用。
有人可以解释怎么做吗？这是我无法处理的东西——变形金刚。

execStmt :: Stmt -> State (Map.Map String Int) ()
execStmt s = case s of
      SAssigment v e -> get >>= (\s -> put (Map.insert v (fromJust (runReader (evalExpM e) s)) s))
      SIf e s1 s2 -> get >>=  (\s -> case (fromJust (runReader (evalExpM e) s)) of
                                        0 -> execStmt s2
                                        _ -> execStmt s1
                              )
      SSkip -> return ()
      SSequence s1 s2 -> get >>= (\s -> (execStmt s1) >>= (\s' -> execStmt s2))
      SWhile e s1 -> get >>= (\s -> case (fromJust (runReader (evalExpM e) s)) of
                                        0 -> return ()
                                        _ -> (execStmt s1) >>= (\s' -> execStmt (SWhile e s1)))

execStmt' :: Stmt -> IO ()
execStmt' stmt =  putStrLn $ show $ snd $ runState (execStmt  stmt) Map.empty

【问题讨论】：

你知道如何在没有转换器的情况下做到这一点吗？你能手工制作一个IO + State monad 吗？
目前这个函数的编写方式显示出对“monad”抽象的严重误解。在开始使用转换器之前，您应该首先尝试实现您当前的功能，以免偏颇，并可能使用 monad 组合器。
@HaskellFun 你自己理解 State monad（如何实现）？
可以，我可以实现bind和return。

标签： haskell monads monad-transformers state-monad io-monad

【解决方案1】：

这是一个基本的程序大纲

newtype StateIO s a = SIO {runSIO :: s -> IO (a, s)}

put :: s -> StateIO s ()
put s' = SIO $ \_s -> return ((), s')

liftIO :: IO a -> StateIO s a
liftIO ia = SIO $ \s -> do
    a <- ia
    return (a, s)

instance Functor (StateIO s) where
    fmap ab (SIO sa) = SIO $ \s -> do
        (a, s') <- sa s
        let b = ab a
        return (b, s')

instance Applicative (StateIO s) where
    pure a = SIO $ \s -> return (a, s)
    (SIO sab) <*> (SIO sa) = SIO $ \s -> do
        (ab, s' ) <- sab s
        (a , s'') <- sa  s'
        let b = ab a
        return (b, s')

StateIO s a 接受输入状态（s 类型），并返回一个 IO 操作以生成 a 类型的内容以及新状态。

要检查是否理解，请执行以下操作

写入一个值get :: StateIO s s 以检索状态。
为Monad (StateIO s) 编写一个实例（与上面的代码类似）。
最后，这是理解转换器的一大步，就是定义newtype StateT m s a = StateT {run :: s -> m (a, s)}，并将上面的代码翻译成那个（带有约束Monad m）。这将向您展示 monad 转换器的工作原理。

【讨论】：