scala - State monad 在具有可变(本地)变量的语言(例如 Scala)中是否需要/有用？

Question

我知道在 Haskell 中 State monad 很有用，因为没有可变变量(除非我们在 IO monad 中)。

但是，Scala 是怎么回事？ State Monad 在存在可变变量的语言中有用吗？

从某种意义上说，State Monad 所允许的就是 use some local mutable variables within the Monad context 。例如这里:

 newtype Labeled anytype = Labeled (S -> (S, anytype))

 instance Monad Labeled where

   return contents = Labeled (\st -> (st, contents))

   Labeled fst0 >>= fany1 = 
     Labeled $ \st0 -> 
       let (st1, any1) = fst0 st0 
           Labeled fst1 = fany1 any1
       in fst1 st1 

 mlabel :: Tr anytype -> Lt anytype
 mlabel tr = let Labeled mt = mkm tr
             in snd (mt 0) 

 mkm :: Tr anytype -> Labeled (Lt anytype)

 mkm (Lf x)
   = updateState >>= \n -> return $ Lf (n,x)

 mkm (Br l r)
   = mkm l >>= \l' ->
     mkm r >>= \r' ->
     return $ (Br l' r')

 updateState :: Labeled S
 updateState =  Labeled (\n -> ((n+1),n))

 main = print $ mlabel tr1

使用 Scala 中的可变变量，此代码会简单得多(3-4 行)。就像是:案例类 Tr (...)

案例类 LTr (...)

def labelTree = (...递归调用...)

其中 labelTree 使用本地可变变量来存储标签的当前状态。

我并没有真正看到 Scala 中 State Monad 的用处。为什么有人会在 Scala 中使用 State Monad ？它有什么好的用例吗？

如果状态计算很复杂并且由多个 State Monad 组成，这是我能想象的唯一用例，但此时我不确定使用 State Monad 与普通的旧函数式编程和显式参数相比有多大用处传递(而不是隐式参数传递，这就是 State Monad)。

Answer 1

在 Haskell 中编写有状态操作时，有一个习惯用法，即操作只需要知道完成其任务所需的最低限度的状态，然后每个操作都是 zoomed进入一个复合的“全局状态”。例如:

import Control.Lens
import Control.Monad.Trans.State

succInt :: StateT Int IO String
succInt = do
    modify succ
    return "Incr an Int!"

succChar :: StateT Char IO String
succChar = do
    modify succ
    return "Incr a Char!"

type GlobalState = (Char,[Int])

composite :: StateT GlobalState IO (String,String)
composite = do
    r1 <- zoom _1 succChar
    r2 <- zoom (_2.traversed) succInt
    return (r1,r2)

如果我们像这样执行示例:

ghci> runStateT composite ('a',[1,5,7])

结果是

(("Incr a Char!","Incr an Int!Incr an Int!Incr an Int!"),('b',[2,6,8]))

我认为使用可变变量将状态“缩放”为更大的状态会更困难。