OCaml 中的状态 monad

Question

我试图在 OCaml 中实现状态 monad（作为练习）。我的实现如下所示：

module type MONAD_BUILDER =
sig
  type 'a t
  val return : 'a -> 'a t
  val bind : 'a t -> ('a -> 'b t) -> 'b t
end;;

module MonadBuilder = functor (M: MONAD_BUILDER) ->
struct
  let ( >>= ) = M.bind
  let return = M.return
end;;

module StateM = 
struct
  type 'a state = { state: 's . 's -> ('a * 's) }
  type 'a t = 'a state
  let return x = { state = fun s -> (x, s) }
  let bind m f = 
    let aux s = 
      let (x, s') = m.state s in
      (f x).state s'
    in { state = aux }
  let run m x = fst (m.state x)
end;;

我为记录字段选择了存在类型，因为我不喜欢使用函子并将状态类型包装在模块中的想法。上面的实现有效，但是我 在实现 getState 和 setState 时遇到问题。我尝试像这样实现它们：

let getState = { state = fun s -> (s, s) }

let setState s = { state = fun _ -> ((), s) }

这不起作用，因为推断的字段类型，例如 'a -> ('a * 'a) 和 'a -> (unit * 'a) 比声明的类型 的通用性较差。的-> ('a * 's)。我明白为什么会发生这种情况，但我想知道是否有另一种方法可以使用记录方法使其发挥作用？

谢谢。

干杯， 亚历克斯

Answer 1

<代码>的。的-> ('a * 's) 是通用类型。你将很难用通用类型实现状态......

没有使用模块的情况下封装存在类型的干净方法（因为存在类型是抽象类型的用途）。

当然，您可以改为发布状态类型：

type ('a,'s) state = { state : 's -> ('a * 's) } 

或者更短，

type ('a,'s) state = 's -> 'a * 's

使用附加参数，您的代码将运行。但是，您会遇到这样一个事实：您的参数必须由 monad 处理。因此，您可以在构建 monad 时隐藏它：

module Monad = MonadBuilder(struct
  include StateM
  type 'a t = ('a,myStateType) state
end)

或者更改 monad 设计以合并用于存在类型的附加类型参数：

module type MONAD_BUILDER =
sig
  type ('a,'param) t
  val return : 'a -> ('a,'param) t
  val bind : ('a,'param) t -> ('a -> ('b,'param) t) -> ('b,'param) t
end;;