Haskell状态monad使用代码的气味？

 

上帝我讨厌“代码味道”这个词，但我想不出任何更准确的东西。

我在我的业余时间学习有关编译器施工，语言设计，和函数式编程设计高级语言和编译器空白（编译程序被写入在Haskell）。

在编译器的代码生成阶段，我必须在遍历语法树时维护“状态”数据。 例如，编译流程控制语句，当我需要生成标签唯一的名称跳到（从则传递中，更新计数器生成的标签，和返回，计数器的旧值必须永远不会被再次使用）。 另一个例子是，当我遇到的行字符串字面量语法树，它们需要被永久转换成堆变量（在空白，字符串最佳存储在堆上）。 我目前正在将整个代码生成模块封装在monad状态中来处理这个问题。

有人告诉我，写一个编译器非常适合于功能模式有问题，但我发现我设计这在几乎相同的方式我会在C（设计它你真的可以用任何语言编写C - 甚至Haskell w /状态monads）。

我想学习如何在Haskell中思考（而不是在函数范式中） - 而不是在Haskell语法中使用C语言。 我是否应该真正尝试消除/最小化状态单子的使用，还是它是一种合法的功能“设计模式”？

我会说，一般来说，状态不是一种代码味道，只要它保持小而且控制良好。

这意味着使用单元如状态，ST或定制单元，或者只是将数据结构中包含的状态数据传递给几个地方，这不是一件坏事。 （实际上，monads只是帮助做到这一点！）然而，有状态遍布各地（是的，这意味着你，IO monad！）是一种难闻的气味。

一个相当明显的例子就是当我的团队正在为我们参加2009年ICFP编程大赛（代码可在git：//git.cynic.net/haskell/icfp-contest-2009）上进行参与时。 我们结束了几个不同的模块化部分：

  • VM：运行模拟程序的虚拟机
  • 控制器：几组不同的例程读取模拟器的输出并生成新的控制输入
  • 解决方案：根据控制器的输出生成解决方案文件
  • 可视化器：几组不同的例程，可以读取输入和输出端口，并生成某种形式的可视化或记录随着模拟进展而发生的事情

    • 它们中的每一个都有自己的状态，它们都通过虚拟机的输入和输出值以各种方式进行交互。 我们有几个不同的控制器和可视化器，每个控制器和可视化器都有其不同的状态。

    这里的关键是，任何特定状态的内部都被限制在它们自己的特定模块中，并且每个模块甚至不知道其他模块的状态是否存在。 任何特定的有状态代码和数据集通常只有几十行，并且在该状态下有少量数据项。

    所有这些都被粘在一起，只有一行十几行的小函数，它们无法访问任何状态的内部结构，并且仅仅通过仿真循环来调用正确的顺序，并且通过了非常有限的每个模块的外部信息量（当然还有模块的前一个状态）。

    当状态以这种有限的方式使用时，类型系统阻止你无意中修改它，这很容易处理。 这是Haskell的美丽之一，它可以让你做到这一点。

    一个答案说，“不要使用单子。” 从我的角度来看，这完全是倒退。 Monads是一种控制结构，除其他功能外，它可以帮助您最大限度地减少触摸状态的代码量。 例如，如果以monadic解析器为例，解析器的状态（即正在解析的文本，已经获得的文本多少，已累积的警告等）必须贯穿解析器中使用的每个组合器。 然而，实际上直接操纵状态的只有少数组合器; 其他任何东西都使用这些少数功能之一。 这使您可以清楚地看到一个地方的所有少量代码，这些代码可以改变状态，并且更容易推断如何改变它，并且更容易处理。

    我在Haskell中编写了多个编译器，并且状态monad是许多编译器问题的合理解决方案。 但是你想保持抽象---不要让你明白你正在使用monad。

    这里有一个来自格拉斯哥Haskell编译器（我没有写;我只是围绕几条边）的例子，我们在那里构建控制流图。 以下是制作图表的基本方法： 

    empyGraph    :: Graph
mkLabel      :: Label -> Graph
mkAssignment :: Assignment -> Graph  -- modify a register or memory
mkTransfer   :: ControlTransfer -> Graph   -- any control transfer
(<*>)        :: Graph -> Graph -> Graph

    但正如您发现的那样，保持独特标签的供应充其量也是单调乏味的，所以我们也提供这些功能： 

    withFreshLabel :: (Label -> Graph) -> Graph
mkIfThenElse :: (Label -> Label -> Graph) -- branch condition
             -> Graph   -- code in the 'then' branch
             -> Graph   -- code in the 'else' branch 
             -> Graph   -- resulting if-then-else construct

    整个Graph事物是一种抽象类型，翻译者只是以纯粹的功能方式快速构建图表，而没有意识到任何单点事件正在发生。 然后，当最终构建图时，为了将其转换为代数数据类型，我们可以生成代码，我们给它提供唯一标签，运行状态monad，并提取数据结构。

    国家单体隐藏在下面; 虽然它没有公开给客户， Graph的定义是这样的： 

    type Graph = RealGraph -> [Label] -> (RealGraph, [Label])

    或者更精确一点 

    type Graph = RealGraph -> State [Label] RealGraph
  -- a Graph is a monadic function from a successor RealGraph to a new RealGraph

    随着国家monad隐藏在抽象层后面，它根本不臭！

    你看过属性语法（AG）吗？ （有关维基百科的更多信息和Monad Reader中的文章）？

    使用AG可以将属性添加到语法树中。 这些属性在合成和继承属性中分开。

    合成属性是您从语法树中生成（或综合）的东西，可能是生成的代码或所有注释，或其他任何您感兴趣的内容。

    继承的属性被输入到您的语法树中，这可能是环境或代码生成期间使用的标签列表。

    在乌得勒支大学，我们使用属性语法系统（UUAGC）编写编译器。 这是一个预处理器，它可以从提供的.ag文件生成haskell代码（ .hs文件）。

    尽管如果你还在学习Haskell，那么也许现在不是开始学习另一层抽象的时候了。

    在这种情况下，您可以手动编写语法为您生成的代码类型，例如： 

    data AbstractSyntax = Literal Int | Block AbstractSyntax
                    | Comment String AbstractSyntax

compile :: AbstractSyntax -> [Label] -> (Code, Comments)
compile (Literal x) _      = (generateCode x, [])
compile (Block ast) (l:ls) = let (code', comments) = compile ast ls
                             in (labelCode l code', comments)
compile (Comment s ast) ls = let (code, comments') = compile ast ls
                             in (code, s : comments')

generateCode :: Int -> Code
labelCode :: Label -> Code -> Code
    链接地址: http://www.djcxy.com/p/7421.html

    上一篇: Use of Haskell state monad a code smell?

    下一篇: Does functional programming replace GoF design patterns?