design-patterns - 在haskell中存储一些状态的任务的设计模式是什么

Question

在 haskell 中存储某些状态的任务的设计模式是什么？例如，我想用 haskell 编写库，它提供配置文件读取并将配置参数存储在内存中。

例如:

我有配置文件。配置文件的语法现在并不重要。我阅读了配置文件，将其解析为一些 haskell 数据结构。接下来，我想退出使用该库从 config.xml 获取参数的程序。我们在 haskell 中没有全局变量。我不想要每次都会读取和解析配置的调用函数。我想读取一次配置，而不是多次获取参数。

对于haskell中这些类型的问题，存在什么常见做法？

谢谢你。

Answer 1

有两种解决方案，我将使用一个示例程序来演示它们。让我们以下面的简单配置文件为例:

-- config.hs

data Config = Config { firstName :: String, lastName :: String }
    deriving (Read, Show)

让我们把它加载到 ghci生成一些快速示例文件:

$ ghci config.hs
>>> let config = Config "Gabriel" "Gonzalez"
>>> config
Config {firstName = "Gabriel", lastName = "Gonzalez"}
>>> writeFile "config.txt" config
>>> ^D

现在让我们定义一个读取这个配置文件并打印它的程序:

-- config.hs
data Config = Config { firstName :: String, lastName :: String }
    deriving (Read, Show)

main = do
    config <- fmap read $ readFile "config.txt" :: IO Config
    print config

让我们确保它有效:

$ runhaskell config.hs
Config {firstName = "Gabriel", lastName = "Gonzalez"}

现在，让我们修改程序以漂亮地打印名称，尽管是以一种人为的方式。以下程序演示了配置传递的第一种方法:将配置作为普通参数传递给需要它的函数。

-- config.hs
data Config = Config { firstName :: String, lastName :: String }
    deriving (Read, Show)

main = do
    config <- fmap read $ readFile "config.txt" :: IO Config
    putStrLn $ pretty config

pretty :: Config -> String
pretty config = firstName config ++ helper config

helper :: Config -> String
helper config = " " ++ lastName config

这是最轻量级的方法。但是，有时对于非常大的程序来说，所有手动参数传递都会变得乏味。幸运的是，有一个 monad 可以为您处理参数传递，称为 Reader。单子(monad)。你给它一个“环境”，比如我们的 config变量，并将该环境作为只读变量传递给 Reader 中的任何函数monad 可以访问。

下面的程序演示了如何使用 Reader单子(monad):

-- config.hs

import Control.Monad.Trans.Reader -- from the "transformers" package

data Config = Config { firstName :: String, lastName :: String }
    deriving (Read, Show)

main = do
    config <- fmap read $ readFile "config.txt" :: IO Config
    putStrLn $ runReader pretty config

pretty :: Reader Config String
pretty = do
    name1 <- asks firstName
    rest  <- helper
    return (name1 ++ rest)

helper :: Reader Config String
helper = do
    name2 <- asks lastName
    return (" " ++ name2)

注意我们如何只通过 config在我们调用 runReader 的地方变量一次，并且该例程中的每个函数都可以像只读全局变量一样访问它，使用 ask或 asks职能。同样，注意 pretty来电 helper ，不需要通过 config作为 helper 的参数不再。 Reader monad 在后台自动为你做这件事。

重要的是要强调 Reader monad 不使用任何副作用来做到这一点。 Reader monad 在底层转换为一个纯函数，它只是手动传递参数，就像我们之前在第一个示例中所做的那样。它只是为我们自动化了这个过程，所以我们不必这样做。

如果您是 Haskell 的新手，那么我建议您使用第一种方法来练习学习如何使用参数传递来移动信息。我只会使用 Reader monad 如果您了解它的工作原理以及它如何为您自动传递参数，否则如果出现问题，您将不知道如何修复它。

你可能想知道为什么我没有提到 IORef s 作为传递全局变量的一种方法。原因是即使你定义了 IORef引用来保存你的变量，你仍然需要传递 IORef本身以便下游函数能够访问它，因此使用 IORef 将一无所获s。与主流语言不同，Haskell 强制每个函数声明它从哪里获取信息，无论它是作为普通参数:

foo :: Config -> ...

... 或作为 Reader单子(monad):

bar :: Reader Config ...

...或作为可变引用:

baz :: IORef Config -> IO ...

这是一件好事，因为这意味着您始终可以检查一个函数并了解它有哪些可用信息，更重要的是，它没有哪些信息可用。这使得调试函数更容易，因为函数的类型总是明确定义函数所依赖的所有内容。