haskell - 生成状态列表的最佳方法(Haskell)

Question

假设我想生成一个项目列表，同时跟踪某些状态。例如，生成 [1..]，同时跟踪到目前为止生成的项目，或者生成随机数列表，跟踪 RNG 状态。

似乎有两种方法可以做到这一点:

1) 生成一个状态单子(monad)列表，[State s a]，然后运行sequence得到一个State s [a]。然后使用runState 获取[a]。

2) 以某种方式使用 Monad 转换器。

monad 转换器方式的一个很好的例子是什么？哪个更地道？各有什么优缺点？

Answer 1

我最近不得不做很多这样的事情，我发现 [State s a] 和 sequence 是最好的选择。我想不出用 Monad Transformers 做这件事的有用/简单的方法。尽管 list 是一个 Monad，但使用 sequence 意味着我们不必担心 Monad 内部的 Monad。

我不得不使用 MaybeT 来创建一个 Maybe Rand，但从来没有用于列表和状态。虽然我只使用 Haskell 几个月，所以可能有其他人可以在他们身后回答更多经验。

但是 - 并不总是要找到一种使用 Monad 的方法。有时我发现不使用 Monad 更容易，而是使用 Data.List 附带的一些高阶函数。

以下是使用不涉及状态 Monad 的列表传递值的一些方法(作为 GHCi 的输入):

> :t scanl
scanl :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> [a]
> scanl (+) 0 [1,2,3,4,5]
[0,1,3,6,10,15]

> :t mapAccumL
mapAccumL :: (acc -> x -> (acc, y)) -> acc -> [x] -> (acc, [y])
> mapAccumL (\acc x -> (x+acc,x*2)) 0 [1,2,3,4,5]
(15,[2,4,6,8,10])

> :t unfoldr
unfoldr :: (b -> Maybe (a, b)) -> b -> [a]
> take 20 . unfoldr (\g -> Just $ randomR (0,10) g) $ mkStdGen 444
[2,3,8,0,7,5,2,10,10,5,10,2,4,2,8,9,1,1,5,10]

注意。您必须为 scanl、mapAccumL 和 unfoldr

导入 Data.List

在处理随机数时，有时生成我们需要的随机数列表比创建[Rand StdGen Int] 列表更容易。例如，此函数使用应用程序生成随机大小的随机数列表:

> :t runRand
runRand :: RandomGen g => Rand g a -> g -> (a, g)
> fst . flip runRand (mkStdGen 12345) $ take <$> getRandomR (10,15) <*> getRandomRs (10,20) :: [Int]
[17,16,16,19,16,17,15,12,10,11,11,10,17,12,13]