了解可变向量以及如何在 Haskell 中修改它们

Question

我正在查看来自JuicyPixels 的一些源代码，可变向量让我感到困惑。在第 808 行的函数 generateMutableImage 中

generateMutableImage :: forall m px. (Pixel px, PrimMonad m)
                     => (Int -> Int -> px)  -- ^ Generating function, with `x` and `y` params.
                     -> Int        -- ^ Width in pixels
                     -> Int        -- ^ Height in pixels
                     -> m (MutableImage (PrimState m) px)
{-# INLINE generateMutableImage #-}
generateMutableImage f w h = MutableImage w h `liftM` generated where
  compCount = componentCount (undefined :: px)

  generated = do
    arr <- M.new (w * h * compCount)
    let lineGenerator _ !y | y >= h = return ()
        lineGenerator !lineIdx y = column lineIdx 0
          where column !idx !x | x >= w = lineGenerator idx $ y + 1
                column idx x = do
                    unsafeWritePixel arr idx $ f x y
                    column (idx + compCount) $ x + 1
    lineGenerator 0 0
    return arr

我认为generated 是m (Data.Vector.Storable.Mutable.STVector) 类型并且理解它是如何声明的，但我不知道它是如何修改的。

我知道 unsafeWritePixel 是负责这件事的人，但它与 (PrimMonad m) => m monad 有什么关系？

另外，!y 的 ! 是什么意思？这些是一些神奇的运算符或符号吗？

Answer 1

sn-p

let lineGenerator _ !y | y >= h = return ()
    lineGenerator !lineIdx y = column lineIdx 0
      where column !idx !x | x >= w = lineGenerator idx $ y + 1
            column idx x = do
                unsafeWritePixel arr idx $ f x y
                column (idx + compCount) $ x + 1
lineGenerator 0 0

是一种循环，将图像数据写入向量中。

这是通过定义一个递归函数lineGenerator 然后用lineGenerator 0 0 中的起始值调用它来实现的。第一个参数是索引，它指的位置是我们正在写的向量，并且在递归过程中经常递增。第二个参数表示图像的y 坐标。两者都以0 开头。

让我们逐行详细评论：

let lineGenerator _ !y | y >= h = return ()

如果当前y 比高度为>=，我们停止循环。

    lineGenerator !lineIdx y = column lineIdx 0

否则，填充一行。让x从0开始。

      where column !idx !x | x >= w = lineGenerator idx $ y + 1

如果x 已达到w 的宽度，我们填充了该行，因此通过递增y 继续下一行。

            column idx x = do

否则，我们需要在当前行写入一个像素。

                unsafeWritePixel arr idx $ f x y

写在当前索引处，使用f x y根据x和y的当前值计算图像数据。

                column (idx + compCount) $ x + 1

然后，移动到下一个像素，同时推进x 坐标和矢量索引（这样我们就不会覆盖我们刚刚写入的像素）。

一切似乎都在m monad 中执行，这是必需的，因为我们需要对向量进行变异。

您可以放心地忽略!y 和其他变量中的!。这些被称为“爆炸模式”，在这里用作优化，以确保立即计算像x+1 这样的数值，而不是保持未计算的状态。 Haskell 默认是惰性的，除非现在需要，否则不会计算任何东西，但这可能会影响性能，因此有时程序员使用 bang 模式手动禁用惰性。同样，在阅读代码时，您可以假装这些! 刘海不存在。