在Haskell中合并monad
我正在尝试编写一个蜘蛛纸牌游戏作为Haskell学习练习。
我的main功能将为每个游戏调用一次playGame函数（使用mapM ），传入游戏编号和随机生成器（ StdGen ）。 playGame函数应返回一个Control.Monad.State monad和一个IO monad，其中包含一个显示游戏画面的String和一个表示游戏是赢或输的Bool 。
我如何将State monad与IO monad结合起来得到返回值？ `playGame的类型声明应该是什么？
playGame :: Int -> StdGen a -> State IO (String, Bool)
State IO (String, Bool)是否正确？ 如果不是，它应该是什么？
main ，我计划使用
do
-- get the number of games from the command line (already written)
results <- mapM (game -> playGame game getStdGen) [1..numberOfGames]
这是调用playGame的正确方法吗？
你想要的是StateT s IO (String, Bool) ，其中StateT由Control.Monad.State （来自mtl包）和Control.Monad.Trans.State （来自transformers包）提供。
这种普遍的现象被称为monad变压器，你可以在Monad Transformers中逐步阅读他们的介绍。
有两种方法来定义它们。 其中之一是在使用MonadTrans类来实现它们的transformers包中找到的。 第二种方法在mtl类中找到，并为每个monad使用一个单独的类型类。
transformers方法的优点是使用单一的类型来实现一切（在这里找到）：
class MonadTrans t where
lift :: Monad m => m a -> t m a
lift有两个很好的属性，任何MonadTrans实例MonadTrans必须满足：
(lift .) return = return
(lift .) f >=> (lift .) g = (lift .) (f >=> g)
这些是伪装的函数法则，其中(lift .) = fmap ， return = id和(>=>) = (.) 。
mtl类型方法也有其好处，有些东西只能使用mtl类型类来mtl ，但缺点是每个mtl类型类都有自己的一组法则，在执行时必须记住它们它的实例。 例如， MonadError类型的类（在这里找到）被定义为：
class Monad m => MonadError e m | m -> e where
throwError :: e -> m a
catchError :: m a -> (e -> m a) -> m a
这门课也附带法律：
m `catchError` throwError = m
(throwError e) `catchError` f = f e
(m `catchError` f) `catchError` g = m `catchError` (e -> f e `catchError` g)
这些只是伪装的单子法，其中throwError = return和catchError = (>>=) （monad法则是伪装的类别法则，其中return = id和(>=>) = (.) ）。
对于你的具体问题，你编写程序的方式是一样的：
do
-- get the number of games from the command line (already written)
results <- mapM (game -> playGame game getStdGen) [1..numberOfGames]
...但是当你写你的playGame函数时，它看起来就像是：
-- transformers approach :: (Num s) => StateT s IO ()
do x <- get
y <- lift $ someIOAction
put $ x + y
-- mtl approach :: (Num s, MonadState s m, MonadIO m) => m ()
do x <- get
y <- liftIO $ someIOAction
put $ x + y
当你开始堆叠多个单体变压器时，这些方法之间会有更多的差异，但我认为现在是一个好的开始。
State是一个monad， IO是一个monad。 你试图从头开始写的东西叫做“monad变换器”，而Haskell标准库已经定义了你需要的东西。
查看状态monad变换器StateT ：它有一个参数，它是要包装到State的内部monad。
每个monad变换器都实现了一组类型类，这样每次变换都会处理它（例如状态转换器只能直接处理与状态有关的函数），或者它将调用传播到内部monad这样当你可以堆叠你想要的所有变压器时，并且有一个统一的接口来访问所有变压器的特性。 这是一种责任链，如果你想以这种方式来看待它。
如果你看看hackage，或者快速搜索堆栈溢出或谷歌，你会发现很多使用StateT的例子。
编辑 ：另一个有趣的阅读是Monad Transformers Explained。
好的，在这里要澄清一些事情：
Monad类实例的类型构造函数）。 我知道这听起来很迂腐，但它可以帮助你理清事物和事物类型之间的区别，这很重要。 State做任何事情，所以如果你对如何使用它感到困惑，那么不要觉得你需要！ 通常，我只写了我想要的普通函数类型，然后如果我注意到我有很多形如Thing -> (Thing, a)的函数Thing -> (Thing, a)我会去“aha，这看起来有点像State ，也许这可能是简化为State Thing a “。 理解和使用普通函数是使用State或其朋友的重要的第一步。 IO是唯一可以完成其工作的东西。 但是， playGame这个名字并不会立即成为我需要做I / O的事情的名字。 尤其是，如果你只需要（伪）随机数，你可以做到没有IO 。 正如一位评论者指出的那样，MonadRandom非常适合简化这个过程，但是您也可以使用从System.Random获取并返回StdGen纯函数。 你只需要确保你的种子（ StdGen ）是正确的（自动执行此操作基本上就是为什么State被发明的原因;你可能会发现你在没有它的情况下尝试编程就会更好地理解它）！ 最后，你没有正确使用getStdGen 。 这是一个IO动作，所以你需要在使用它之前将它的结果与<-在do block中绑定（在技术上，你不需要，你有很多选项，但是这几乎肯定是你想要做的）。 像这样的东西：
do
seed <- getStdGen
results <- mapM (game -> playGame game seed) [1..numberOfGames]
这里playGame :: Integer -> StdGen -> IO (String, Bool) 。 但是，请注意，您正在向每个playGame传递相同的随机种子，这可能是也可能不是您想要的。 如果不是这样，那么当你完成它时，你可以从每个playGame返回种子，传递给下一个，或者重复使用newStdGen获得新种子（如果你决定使用newStdGen ，你可以从playGame做到这一点）保持在IO ）。
无论如何，这并不是一个非常有条理的答案，对此我表示歉意，但我希望它能让你思考。
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