Подсказки для более изящного кода с монадами?

Я наконец овладел о том, как использовать монады (не знайте, понимаю ли я их...), но мой код никогда не очень изящен. Я предполагаю, от отсутствия власти как все те функции на Control.Monad может действительно помочь. Таким образом, я думал, что будет хорошо попросить подсказки относительно этого в конкретной части кода с помощью монады состояния.

Цель кода состоит в том, чтобы вычислить много видов случайных блужданий, и это - что-то, что я пытаюсь сделать перед чем-то более сложным. Проблема состоит в том, что у меня есть два вычисления с сохранением информации одновременно, и я хотел бы знать, как составить их с элегантностью:

  1. Функция, которая обновляет генератор случайных чисел, является чем-то вроде типа Seed -> (DeltaPosition, Seed)
  2. Функция, которая обновляет положение случайного Уокера, является чем-то вроде типа DeltaPosition -> Position -> (Log, Position) (где Log просто некоторый способ для меня сообщить, что является текущей позицией случайного Уокера).

То, что я сделал, является этим:

У меня есть функция для создания этого два вычисления с сохранением информации:

composing :: (g -> (b, g)) -> (b -> s -> (v,s)) -> (s,g) -> (v, (s, g))
composing generate update (st1, gen1) = let (rnd, gen2) = generate gen1
                                            (val, st2)  = update rnd st1
                                        in (val, (st2, gen2))

и затем я превращаю его в функцию, которые составляют состояния:

stateComposed :: State g b -> (b -> State s v) -> State (s,g) v
stateComposed rndmizer updater = let generate = runState rndmizer
                                     update x = runState $ updater x
                                 in  State $ composing generate update 

И затем у меня есть самая простая вещь, например, случайный Уокер, который просто суммирует случайное число к его текущей позиции:

update :: Double -> State Double Double
update x = State (\y -> let z = x+y
                        in  (z,z))

generate :: State StdGen Double
generate = State random

rolling1 = stateComposed generate update 

и функция для делания этого неоднократно:

rollingN 1 = liftM (:[]) rolling1
rollingN n = liftM2 (:) rolling1 rollings
    where rollings = rollingN (n-1) 

И затем, если я загружаю это в ghci и выполненный:

*Main> evalState (rollingN 5) (0,mkStdGen 0)
[0.9872770354820595,0.9882724161698186,1.9620425108498993,2.0923229488759123,2.296045158010918]

Я получаю то, что я хочу, который является списком положений, занятых случайным Уокером. Но... Я чувствую, что должен быть более изящный способ сделать это. У меня есть два вопроса:

  1. Я могу переписать те функции более "одноместным" способом, с помощью умных функций от Control.Monad?

  2. Существует ли общий шаблон об объединении состояний как это, которое может использоваться? Это имеет некоторое отношение к преобразователям монады или чему-то как этот?

10
задан alain.janinm 29 April 2012 в 20:12
поделиться

1 ответ

Обновление: я должен был упомянуть, что на самом деле есть гораздо более приятный способ сделать это, который вообще не требует State или монады:

takeStep :: (Double, StdGen) -> (Double, StdGen)
takeStep (p, g) = let (d, g') = random g in (p + d, g')

takeSteps n = take n . tail . map fst $ iterate takeStep (0, mkStdGen 0)

Он работает так, как нужно:

*Main> takeSteps 5
[0.9872770354820595,0.9882724161698186,1.9620425108498993,2.0923229488759123,2.296045158010918]

Если вы не привержены идее "составления" двух отдельных вычислений с состоянием, вы можете сделать то же самое гораздо проще:

takeStep :: State (Double, StdGen) Double
takeStep = do
  (pos, gen) <- get
  let (delta, gen') = random gen
  let pos' = pos + delta
  put (pos', gen')
  return pos'

takeSteps n = evalState (replicateM n takeStep) (0, mkStdGen 0)

Это дает тот же результат, что и ваш пример:

*Main> takeSteps 5
[0.9872770354820595,0.9882724161698186,1.9620425108498993,2.0923229488759123,2.296045158010918]

Этот подход (выполнение всех манипуляций с состоянием в одной монаде вместо попыток скомпоновать State A и State B) кажется мне наиболее элегантным решением.


Обновление: Отвечая на ваш вопрос об использовании трансформаторов монад для суммирования State монад: это, конечно, возможно. Мы можем написать, например, следующее:

update' :: (Monad m) => Double -> StateT Double m Double
update' x = StateT $ \y -> let z = x + y in return (z, z)

generate' :: (Monad m) => StateT StdGen m Double
generate' = StateT $ return . random

takeStep' :: StateT Double (State StdGen) Double
takeStep' = update' =<< lift generate'

takeSteps' n = evalState (evalStateT (replicateM n takeStep') 0) $ mkStdGen 0

Мы также можем сделать укладку в обратном порядке.

Эта версия снова дает тот же результат, но, на мой взгляд, версия без StateT немного понятнее.

11
ответ дан 4 December 2019 в 00:22
поделиться
Другие вопросы по тегам:

Похожие вопросы: