Haskell中的大小索引可变数组

Question

在 Haskell 中，可以在大小索引列表上编写函数，以确保我们永远不会越界。一个可能的实现是：

data Nat = Zero | Succ Nat deriving (Eq, Ord, Show)

infixr 5 :-

data Vec (n :: Nat) a where
    Nil  :: Vec 'Zero a
    (:-) :: a -> Vec n a -> Vec ('Succ n) a       

data Fin (n :: Nat) where
    FZ :: Fin ('Succ n)
    FS :: Fin n -> Fin ('Succ n)                       

vLookup :: Vec n a -> Fin n -> a
vLookup Nil _ = undefined           
vLookup (x :- _) FZ = x
vLookup (_ :- xs) (FS i) = vLookup xs i                      

当然，这对于不可变大小的索引列表（又名Vec）来说很好。

但是可变的呢？是否可以在 Haskell 中定义（或者是否有用于）可变大小索引数组的库？如果没有这样的库，如何实现？

编辑 1：我搜索了 Hackage 并没有找到任何符合我描述的库（大小索引可变数组）。

编辑 2： 我想提一下，我曾想过使用 IORef 来获得所需的可变性：

 type Array n a = IORef (Vec n a)

但我想知道是否有更好（更高效、更优雅）的选择...

Answer 1

这样的类型does exist on Hackage。

我会避免使用type Array n a = IORef (Vec n a) 之类的东西。可变数组都是关于效率的。如果您不需要它快速运行/内存占用少，那么使用它们就没有多大意义——即使是“可变算法”通常也更容易在 Haskell 中使用函数式风格来表达，也许使用状态单子但没有真正的破坏性可变状态。
但如果效率很重要，那么您还需要紧凑的缓存高效存储。 Unboxed vectors 是理想的。 OTOH，Vec 在运行时数据级别上与普通列表没有什么不同，在缓存一致性方面当然不是那么好。即使您将它们定义为实际上将可变性交织到列表脊中，它也不会比在纯函数样式中使用不可变 Vecs 更好。

所以，如果我不得不写这样简单的东西，我宁愿将一个（不安全的，长度方面的）未装箱的可变 arrox 包装在一个长度索引的新类型中。

import qualified Data.Vector.Unboxed.Mutable as VUM

newtype MVec (s :: *) (n :: Nat) (a :: *)
        = MVec { getMVector :: VUM.MVector s a }

然后您可以定义一个接口，使所有公共操作的类型检查长度安全，同时仍保留MVector 的性能配置文件。