haskell - 使用 ReaderT 创建可修改的环境

Question

我一直在关注和扩展教程 Write Yourself A Scheme 。我有一个类型 LispVal 包裹在几层 monad 转换器中:

import qualified Data.Map as M

data LispVal   = ...
data LispError = ...

type Bindings = M.Map String (IORef LispVal)
data Env = Environment { parent :: Env, bindings :: IORef Bindings }

type IOThrowsError = ErrorT LispError IO
type EvalM = ReaderT Env IOThrowsError

使用 ReaderT 的想法是，我将能够通过评估器自动传递环境(维护变量绑定(bind))，并且它的使用位置将很明显，因为是对 ask 的调用。这似乎比显式地将环境作为额外参数传递更好。当我开始实现延续时，我希望使用 ContT monad 转换器执行类似的技巧，并避免为延续传递额外的参数。

但是，我还没有弄清楚如何通过这样做来修改环境。例如，定义一个新变量或设置旧变量的值。

举一个具体的例子，假设每当我计算 if 语句时，我都想将变量 it 绑定(bind)到 test 子句的结果。我的第一个想法是直接修改环境:

evalIf :: [LispVal] -> EvalM LispVal
evalIf [test, consequent, alternate] = do
  result <- eval test
  bind "it" result
  case (truthVal result) of
    True  -> eval consequent
    False -> eval alternate

这里 truthVal 是一个将 Bool 分配给任何 LispVal 的函数。但我不知道如何编写函数 bind 以便它修改环境。

我的第二个想法是使用本地:

evalIf :: [LispVal] -> EvalM LispVal
evalIf [test, consequent, alternate] = do
  result <- eval test
  local (bind "it" result) $ case (truthVal result) of
    True  -> eval consequent
    False -> eval alternate

但是这里 bind 需要具有 Env -> Env 类型，并且由于我使用 IORef 作为环境中的值，我只能编写带有签名 Env -> IO Env 的函数。

这是否可能，或者我是否需要使用 StateT 而不是 ReaderT？

Answer 1

ReaderT 在您具有限定范围的只读环境时使用。例如。在口译员中。ReaderT 中的环境按词法嵌套，因此您可以在每次遇到绑定(bind)时扩充环境。就像这样:

eval (LetE x e1 e2) = do
    env <- ask
    v   <- eval e1
    local (M.insert x v) (eval e2)

这是an old post我的一些例子。

如果您有这样的环境，则没有必要同时使用 IORefs，除非您正在玩具有动态范围界定的有趣游戏？ IORef 的原因是什么？