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我有一系列操作。这些操作被建模为 state monads .
type StateMonadBuilder<'State>() =
// M<'T> -> M<'T>
member b.ReturnFrom a : StateFunc<'State, 'T> = a
// 'T -> M<'T>
member b.Return a : StateFunc<'State, 'T> = ( fun s -> a, s)
// M<'T> * ('T -> M<'U>) -> M<'U>
member b.Bind(p : StateFunc<_, 'T>, rest : 'T -> StateFunc<_,_>) : StateFunc<'State, 'U> =
(fun s ->
let a, s' = p s
rest a s')
member b.Zero() =
(fun s -> (), s)
// Getter for the whole state, this type signature is because it passes along the state & returns the state
member b.getState : StateFunc<'State, _> = (fun s -> s, s)
// Setter for the state
member b.putState (s:'State) : StateFunc<'State, _> = (fun _ -> (), s)
let runState f init = f init
这些操作被设计为并行运行。在大多数应用程序中,操作都是独立执行的。可能存在操作必须从一个环境实体接收状态更新的用户案例。理论上,环境实体携带自己的状态,可以将其建模为状态单子(monad)本身。
我想知道如何以函数式风格解决这个问题。我读过一些关于 monad trasnformers 的内容,但我不确定这是要走的路。
(我正在尝试做一个例子,但我不确定是否是正确的玩具问题)
编辑 3
根据下面的评论和建议,我尝试构建一个代理。我的目标是将 State Monad 安装在代理上。这将使我能够重用已经构建的代码。我还想了解并解决这个问题,以便深入了解 F# 的工作原理。
我准备了以下玩具示例:
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Definition of the state
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
type StateFunc<'State, 'T> = 'State -> 'T * 'State
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Definition of the State monad
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
type StateMonadBuilder<'State>() =
// M<'T> -> M<'T>
member b.ReturnFrom a : StateFunc<'State, 'T> = a
// 'T -> M<'T>
member b.Return a : StateFunc<'State, 'T> = ( fun s -> a, s)
// M<'T> * ('T -> M<'U>) -> M<'U>
member b.Bind(p : StateFunc<_, 'T>, rest : 'T -> StateFunc<_,_>) : StateFunc<'State, 'U> =
(fun s ->
let a, s' = p s
rest a s')
member b.Zero() = fun s -> (), s
member b.Delay (f : unit -> StateFunc<_,_>) : StateFunc<'State, 'T> =
b.Bind (b.Return (), f)
// Getter for the whole state, this type signature is because it passes along the state & returns the state
member b.getState : StateFunc<'State, _> = (fun s -> s, s)
// Setter for the state
member b.putState (s:'State) : StateFunc<'State, _> = (fun _ -> (), s)
// (unit -> bool) * M<'T> -> M<'T>
member this.While (guard, body : StateFunc<_,_>) : StateFunc<'State, unit> =
if guard () then
this.Bind (body, (fun () -> this.While (guard, body)))
else
this.Zero ()
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// The agent
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
let state = StateMonadBuilder<int> ()
type SonM (sonName: string) =
let name = sonName
member this.GetMoneyFromDad (x: int) = state {
printfn " I am getting money from dad"
let! currState = state.getState
do! state.putState (currState + x)
do! this.ToConsole () }
member this.GoShopping (x: int) = state {
printfn " I am taken to the mall"
let! currState = state.getState
do! state.putState (currState - x)
do! this.ToConsole () }
member this.TellDad = state {
printfn " I'll tell dad my balance "
return! state.getState }
member this.ToConsole () = state {
let! mystate = state.getState
printfn " Balance: %i" mystate }
type Agent<'T> = MailboxProcessor<'T>
type message =
| Shopping of int
| Allowance of int
| GetBalance
| Stop
let setupAgent iv = Agent.Start (fun inbox ->
let aSon = new SonM ("Paul")
let processMsg msg = state {
match msg with
| Shopping money ->
printfn "Go shopping with %i " money
do! (aSon.GoShopping money)
| Allowance money ->
printfn " I got some money for you, son"
do! (aSon.GetMoneyFromDad money)
| GetBalance ->
printfn " Calling: TellDad"
let! balance = aSon.TellDad
printfn " Current Balance: %i" balance
printfn " The balance should have been printed"
| _ -> do printfn "Nothing to do.." }
let rec loop () =
let getMsgAsync () = async {
let! msg = inbox.Receive()
return processMsg msg }
let p =
(fun s ->
let _, s' = (getMsgAsync () |> Async.Start) s
getMsgAsync s')
state.Bind ( /// ??? WIP HERE ??? )
iv |> loop () )
let agent = setupAgent 100
agent.Post (GetBalance)
agent.Post(Allowance 15)
agent.Post (GetBalance)
agent.Post (Shopping 10)
agent.Post (Stop)
我不确定如何在定义代理的 async
递归循环中继续“绑定(bind)”状态。谢谢。
最佳答案
下面这段代码有效。
这个想法是将每个步骤的计算视为一个状态单子(monad)。但是,状态 monad 未绑定(bind)到代理的异步 loop
中。相反,状态从状态 monad 中展开并在 loop
中提出。
我不知道这是否是一个好的解决方案,但结果似乎是正确的。
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Definition of the state
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
type StateFunc<'State, 'T> = 'State -> 'T * 'State
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Definition of the State monad
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
type StateMonadBuilder<'State>() =
// M<'T> -> M<'T>
member b.ReturnFrom a : StateFunc<'State, 'T> = a
// 'T -> M<'T>
member b.Return a : StateFunc<'State, 'T> = ( fun s -> a, s)
// M<'T> * ('T -> M<'U>) -> M<'U>
member b.Bind(p : StateFunc<_, 'T>, rest : 'T -> StateFunc<_,_>) : StateFunc<'State, 'U> =
(fun s ->
let a, s' = p s
rest a s')
member b.Zero() = fun s -> (), s
member b.Delay (f : unit -> StateFunc<_,_>) : StateFunc<'State, 'T> =
b.Bind (b.Return (), f)
// Getter for the whole state, this type signature is because it passes along the state & returns the state
member b.getState : StateFunc<'State, _> = (fun s -> s, s)
// Setter for the state
member b.putState (s:'State) : StateFunc<'State, _> = (fun _ -> (), s)
// (unit -> bool) * M<'T> -> M<'T>
member this.While (guard, body : StateFunc<_,_>) : StateFunc<'State, unit> =
if guard () then
this.Bind (body, (fun () -> this.While (guard, body)))
else
this.Zero ()
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// The agent
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
let state = StateMonadBuilder<int> ()
type SonM (sonName: string) =
let name = sonName
member this.GetMoneyFromDad (x: int) = state {
printfn " I am getting money from dad"
let! currState = state.getState
do! state.putState (currState + x)
do! this.ToConsole () }
member this.GoShopping (x: int) = state {
printfn " I am taken to the mall"
let! currState = state.getState
do! state.putState (currState - x)
do! this.ToConsole () }
member this.TellDad = state {
printfn " I'll tell dad my balance "
return! state.getState }
member this.ToConsole () = state {
let! mystate = state.getState
printfn " Balance: %i" mystate }
type Agent<'T> = MailboxProcessor<'T>
type message =
| Shopping of int
| Allowance of int
| GetBalance
| Stop
let setupAgent iv = Agent.Start (fun inbox ->
let aSon = new SonM ("Paul")
let processMsg msg = state {
match msg with
| Shopping money ->
printfn "Go shopping with %i " money
do! (aSon.GoShopping money)
| Allowance money ->
printfn " I got some money for you, son"
do! (aSon.GetMoneyFromDad money)
| GetBalance ->
printfn " Calling: TellDad"
let! balance = aSon.TellDad
printfn " Current Balance: %i" balance
| _ -> do printfn "Nothing to do.." }
let rec loop s = async {
let! msg = inbox.Receive()
let processedMsg = processMsg msg
let _, s' = s |> processedMsg
return! loop s' }
loop iv )
let agent = setupAgent 100
agent.Post (GetBalance)
agent.Post(Allowance 15)
agent.Post (GetBalance)
agent.Post (Shopping 10)
agent.Post (Stop)
关于f# - 具有状态 monad 的代理(异步),我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/21267184/
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我是一名优秀的程序员,十分优秀!