从 randomIO 列表中打印 x 个 randomIO 值

Question

我已经收到了这个 sn-p 代码，应该解释它是非终止的，并提出一个可能的修复方案。

randomW =  do randomvalues <- sequence (repeat (randomIO :: IO Float))
              print (take 10 randomvalues)

修复的条件是不断生成一个无限列表，以便我们可以使用 take 函数。

我认为问题源于序列函数的不那么懒惰的性质，它试图到达repeat (randomIO :: IO Float)生成的列表的末尾，导致不终止。

我也不确定在 randomIO 上是否可以使用重复功能。

test = do random <- repeat (randomIO :: IO Float)
          print random

这会产生类型错误。 Print 似乎无法处理 IO Float，这似乎表明您可以在类型 IO Float 上使用 repeat。

Answer 1

所以：

repeat :: a -> [a]
randomIO :: Random a => IO a
sequence :: Monad m => [m a] -> m [a]

=>

repeat (randomIO :: IO Float) :: [IO Float]

所以当你这样做时：

random <- repeat (randomIO :: IO Float)

你实际上是在利用 list monad，所以 random 的类型为 IO Float。由于您在列表 monad 中，因此您的最后一条语句需要具有 [a] 类型，但它具有 IO () 类型，因为它是对 print 的调用，因此会出现类型错误。

整个序列的重点是将这个[IO a] 转换为一个IO [a]，您可以执行它来获取随机值列表，并希望打印这个列表。现在，当您执行这样的 IO 时，需要一次执行所有操作，除非使用 unsafeInterleaveIO，在这种情况下不建议这样做。所以它试图获取那个无限列表......然后挂起（它可能会在某个时候堆栈溢出，我不确定）。

要获得一个无限的随机值列表，您不需要所有这些，只需要获得一个随机种子，并纯粹从种子中计算随机值。

您应该能够使用这些functions 构造一个无限的随机值列表：

randomIO :: Random a => IO a        -- to provide an IO Int
mkStdGen :: Int -> StdGen           -- to obtain a random generator from that Int
randoms :: RandomGen g => g -> [a]  -- to generate the infinite list

请注意，最后两个函数是纯函数。阅读this thread 可能会给您更多的想法。

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编辑：

你应该如何使用mkStdGen的例子：

randomList :: Random a => IO [a]
randomList = do seed <- randomIO
                let gen = mkStdGen seed
                return (randoms gen)

我现在无法对其进行测试，但这应该可以。不过，您可能希望根据您的用例进行调整。

关于您的其他问题：

map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
print :: Show a => a -> IO ()

=> 地图打印 :: Show a => [a] -> [IO()]

这可能不是你想要的，对吧？ 如果你只是想打印一个列表，不需要map，print可以处理列表。

Answer 2

您的第一个代码不起作用的原因是您尝试sequence 无限数量的IO 操作。由于这使用了严格的 IO，所以在所有操作都执行完毕之前，程序是不允许继续的，这将永远持续下去。

一个简单的解决方案是take在对它们进行排序之前需要的操作数，例如：

 randomW = do values <- sequence (take 10 $ repeat (randomIO :: IO Float))
              print values

这可以用replicateM from Control.Monad 写得更简洁：

 randomW = do values <- replicateM 10 (randomIO :: IO Float)
              print values

或者，您可以使用randoms 根据单个随机种子制作无限的随机数列表（类似于 Ptival 的回答）：

 randomW = do gen <- newStdGen
              let randomValues = randoms gen :: [Float]
              print (take 10 randomValues)

这里，我们只使用了一个 IO 动作，无限列表是基于这个惰性生成的，所以没有无限数量的副作用要运行。