haskell - MonadRef 纯实现

Question

我正在研究this problem与 MonadRef 相关。当看定义时

class MonadRef r m | m -> r where
    newRef :: a -> m (r a)
    readRef :: r a -> m a
    writeRef :: r a -> a -> m ()

我在想如何用纯数据结构来实现这个，但未能找到答案。实际上，所有已知的独立实现(不依赖于另一个 MonadRef)

instance TVar STM
instance IORef IO
instance (STRef s) (ST s)

要求实践中的RealWorld。这是否意味着我们只能拥有不纯的 MonadRef ？

当我尝试解决这个问题时，我首先发现 Maybe 无法实现 MonadRef 只是因为它太简单了，没有空间来记录所需的内容信息。作为这一点的概括，我得出的结论是，对于任何实现，Monad 都必须能够包含任意数量的信息，因为您可以多次调用 newRef。

所以我考虑了[]，但它仍然失败，因为 Monad 中存储的数据可以是任何类型。我不知道如何在 Haskell 中构建一个可以存储任何类型数据的容器，同时仍然能够以正确的类型提取数据(也许 existential quantification 可以提供帮助？但我仍然不知道该怎么做所以)。

Answer 1

通过使用状态为 State 的 monad，您几乎可以实现这一点(纯粹实现与 ST 等效的功能) >将字典从引用ID映射到该引用内的值。

但是 Haskell 的类型系统缺乏依赖类型，其中值的类型依赖于另一个固定类型项的值。因此，它不能表示引用内的类型取决于引用的 ID，从而允许所有类型。

您可以通过让存储的值的类型为 GHC.Exts.Any 并使用来解决此问题Unsafe.Coerce.unsafeCoerce 在内部转换为正确的类型。

但是，正如宣传的那样，unsafeCoerce 是不安全的。这再次意味着 Haskell 的类型系统无法向您保证您正在以类型安全的方式使用引用，并且如果您犯了错误，您可能会导致 GHC 以这种方式崩溃。 (如果 MonadRef 在其引用内容上有一个 Data.Typeable.Typeable 约束，则可以用来执行此操作，但事实并非如此。(而且您可以然后将 Data.Dynamic.Dynamic 而不是 Any 放入 map 内。))

但是，如果您确实以这种方式使用unsafeCoerce，请注意隐藏所使用的 ID 类型，并实现与 ST< 相同的 API/code> 确实如此，包括防止不同 ST“线程”混淆彼此引用的 s 参数，那么这实际上应该作为一个库安全地工作。我发现at least one attempt on GitHub 。 (它也尝试充当变压器，尽管我怀疑这是否安全。)