haskell - 为 STT 定义 PrimMonad 实例？ (意法半导体变压器)

Question

Data.Vector.Mutable 似乎需要 ST 和 IO monad 中的 PrimMonad 实例。

类型类定义如下 --

-- | Class of primitive state-transformer monads
class Monad m => PrimMonad m where
  -- | State token type
  type PrimState m

  -- | Execute a primitive operation
  primitive :: (State# (PrimState m) -> (# State# (PrimState m), a #)) -> m a

  -- | Expose the internal structure of the monad
  internal :: m a -> State# (PrimState m) -> (# State# (PrimState m), a #)

它们是这样实现的——

instance PrimMonad IO where
  type PrimState IO = RealWorld
  primitive = IO
  internal (IO p) = p

instance PrimMonad (ST s) where
  type PrimState (ST s) = s
  primitive = ST
  internal (ST p) = p

我根本不明白类型类的任何函数应该做什么，或者实现如何工作。

但我需要为 STT 实现它(http://hackage.haskell.org/package/STMonadTrans-0.3.1 给出的那个)

STT 有构造函数 STT s m a

在我天真的尝试中，我尝试将所有 ST s 替换为 STT s m:

instance Monad m => PrimMonad (STT s m) where
  type PrimState (STT s m) = s
  primitive = STT
  internal (STT p m) = p

但我收到此错误:

Not in scope: data constructor `STT'

对于primitive和internal的定义，尽管已经在整个程序中多次使用了STT(尽管我猜作为类型构造函数) ？)。

我应该如何正确实现这个类型类？

(我最终将使用它作为STT s (R​​and g) a)

<小时/>

编辑:我导入了 Control.Monad.ST.Trans.Internal 以获取 STT 作为数据构造函数，这些是新错误:(更改 内部(STT s m)到内部(STT s))

Couldn't match kind `*' against `ArgKind'
Kind incompatibility when matching types:
  m0 :: * -> *
  (#,#) (ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m))) :: ArgKind
                                                            -> (#)
In the expression: STT
In an equation for `primitive': primitive = STT


Couldn't match type `m'
               with `(#,#) (ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m)))'
  `m' is a rigid type variable bound by
      the instance declaration at src/pimc/PIMC.hs:41:16
Expected type: ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m))
               -> (# ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m)), a #)
  Actual type: ghc-prim:GHC.Prim.State# s -> m (STTRet s a)
In the expression: p
In an equation for `internal': internal (STT p) = p



Couldn't match type `a' with `STTRet s a'
  `a' is a rigid type variable bound by
      the type signature for
        internal :: STT s m a
                    -> ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m))
                    -> (# ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m)), a #)
      at src/pimc/PIMC.hs:44:3
Expected type: ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m))
               -> (# ghc-prim:GHC.Prim.State# (PrimState (STT s m)), a #)
  Actual type: ghc-prim:GHC.Prim.State# s -> m (STTRet s a)
In the expression: p
In an equation for `internal': internal (STT p) = p

Answer 1

原则上，您可能能够为原语编写实现，但不能为内部编写实现，因为它为您的 monad 强加了某种结构，而这只能由 IO 和 ST monad 的内部实现来满足。

但是，我的印象是问题出在 Data.Vector.Mutable 模块上，它的要求过于严格。例如，要在 monad m 中使用 IO Vector，原则上只需要将 IO 嵌入到 m 中(即原始方法)，反之亦然(即内部方法)。如果这是正确的，他们应该尝试将 PrimMonad 类分割为嵌入部分和同构部分，例如如下:

-- | Class of primitive state-transformer monads
class Monad m => PrimMonadEmbed m where
  -- | State token type
  type PrimState m

  -- | Execute a primitive operation
  primitive :: (State# (PrimState m) -> (# State# (PrimState m), a #)) -> m a

class PrimMonadEmbed m => PrimMonad m where
  -- | Expose the internal structure of the monad
  internal :: m a -> State# (PrimState m) -> (# State# (PrimState m), a #)

这在向后兼容性方面可能没问题，因为用户代码中不能存在自定义实例。降低要求也将使他们的代码可用于 IO monad 的转换版本，如 StateT Int IO 等。

您可以尝试两件事:

• 实现 PrimMonad 的部分实例，仅实现原始方法并让内部抛出错误，看看是否可以像这样使用向量库
• 联系您正在使用的矢量库的作者，询问他们上述建议是否现实......

顺便说一句，以下原语实现应该可以工作(比较 STT 的源代码以了解代码中出了什么问题):

{-# LANGUAGE TypeFamilies #-}
{-# LANGUAGE UnboxedTuples #-}

module Test where

import Control.Monad.Primitive
import Control.Monad.ST.Trans
import Control.Monad.ST.Trans.Internal

instance Monad m => PrimMonad (STT s m) where
  type PrimState (STT s m) = s
  primitive f = STT (\s -> case (f s) of (# s', v #) -> return (STTRet s' v))
  internal _ = error "no implementation of internal for STT"