haskell - 将具有有效功能空间(如 ML)的语言核心嵌入到 Haskell 中有多实用？

Question

正如 Moggi 20 年前提出的，有效函数空间 ->像 ML 这样的语言可以分解为标准的总函数空间 =>加上一个强大的单子(monad)T捕捉效果。
A -> B分解为 A => (T B)
现在，Haskell 支持 monad，包括一个 IO monad，它看起来足以满足 ML 中的效果，它有一个包含 => 的函数空间(但也包括部分函数)。因此，我们应该能够通过这种分解将 ML 的相当一部分片段转换为 Haskell。从理论上讲，我认为这是可行的。

我的问题是这样的嵌入是否可行:是否有可能设计一个 Haskell 库，允许在 Haskell 中以离 ML 不远的风格进行编程？如果是这样，性能将如何？

我对“实用”的标准是，现有的具有广泛使用效果的 ML 代码可以通过嵌入相对容易地转录成 Haskell，包括涉及高阶函数的复杂案例。

为了具体说明这一点，我自己尝试通过嵌入进行这样的转录如下。主要功能是一些简单的 ML 代码的转录，这些代码命令式地生成 5 个不同的变量名称。我的版本不是直接使用分解，而是提升函数，以便它们评估它们的参数 - main 之前的定义是一个包含提升原语的迷你库。这工作正常，但某些方面并不完全令人满意。

通过 val 将值注入(inject)到计算中的语法噪音有点过大。 .拥有未提升版本的函数(如 rdV )将对此有所帮助，但代价是需要定义这些函数。

非值定义，如 varNum需要通过 <- 进行单子(monad)绑定(bind)在 do .然后，这会强制任何依赖于它们的定义也位于相同的 do 中。表达。

看来整个程序最终可能会成为一个巨大的do。表达。这就是机器学习程序经常被考虑的方式，但在 Haskell 中它并没有得到很好的支持——例如，你被迫使用 case而不是方程。

我想尽管贯穿整个 IO monad，还是会有一些懒惰。鉴于 ML 程序将被设计用于严格评估，因此可能应该消除惰性。我不确定最好的方法是什么。

那么，关于改进这一点，或者关于使用相同分解的更好方法，甚至是使用反射(reflect) ML 的风格在 Haskell 中实现相同广泛编程目标的完全不同方法的任何建议？
(并不是我不喜欢 Haskell 的风格，只是我希望能够轻松地映射现有的 ML 代码。)

import Data.IORef
import Control.Monad

val :: Monad m => a -> m a
val = return

ref = join . liftM newIORef
rdV = readIORef                                    -- Unlifted, hence takes a value
(!=) r x =  do { rr <- r; xx <- x; writeIORef rr xx  }

(.+),(.-) :: IO Int -> IO Int -> IO Int
( (.+),(.-) ) = ( liftM2(+), liftM2(-) )

(.:) :: IO a -> IO [a] -> IO [a]
(.:) = liftM2(:)
showIO :: Show a => IO a -> IO String
showIO = liftM show

main = do 
    varNum <- ref (val 0)
    let newVar = (=<<) $ \() -> val varNum != (rdV varNum .+ val 1) >> 
                                val 'v' .: (showIO (rdV varNum))
    let gen = (=<<) $ \n -> case n of 0 -> return []
                                      nn -> (newVar $ val ()) .: (gen (val n .- val 1))
    gen (val 5)

Answer 1

Here是一种可能的方式，通过 sigfpe。它不包括 lambda，但似乎可以扩展到它们。