Монада-трансформер для отслеживания прогресса

Я ищу монаду-трансформер, которая может быть использована для отслеживания хода выполнения процедуры. Чтобы объяснить, как его можно использовать, рассмотрим следующий код:

procedure :: ProgressT IO ()
procedure = task "Print some lines" 3 $ do
  liftIO $ putStrLn "line1"
  step
  task "Print a complicated line" 2 $ do
    liftIO $ putStr "li"
    step
    liftIO $ putStrLn "ne2"
  step
  liftIO $ putStrLn "line3"

-- Wraps an action in a task
task :: Monad m
     => String        -- Name of task
     -> Int           -- Number of steps to complete task
     -> ProgressT m a -- Action performing the task
     -> ProgressT m a

-- Marks one step of the current task as completed
step :: Monad m => ProgressT m ()

Я понимаю, что step должен существовать явно из-за законов монады, и что task должен иметь явный параметр номера шага из-за детерминизма программы/проблемы остановки.

Описанная выше монада, как мне кажется, может быть реализована одним из двух способов:

  1. Через функцию, которая возвращает текущее имя задачи/стека индексов шагов, и продолжение в процедуре в той точке, на которой она остановилась. Повторный вызов этой функции на возвращенном продолжении завершал выполнение процедуры.
  2. Через функцию, которая принимала действие, описывающее, что делать, когда шаг задачи был завершен. Процедура будет выполняться бесконтрольно до тех пор, пока не завершится, "уведомляя" среду об изменениях через предоставленное действие.

Для решения (1) я рассмотрел Control.Monad.Coroutine с функтором приостановки Yield. Для решения (2) я не знаю никаких уже имеющихся трансформаторов монад, которые были бы полезны.

Решение, которое я ищу, не должно иметь слишком больших накладных расходов на производительность и позволять как можно больше контроля над процедурой (например, не требовать доступа к IO или что-то в этом роде).

Звучит ли одно из этих решений жизнеспособным, или где-то уже есть другие решения этой проблемы? Была ли эта проблема уже решена с помощью трансформатора монад, который я не смог найти?

EDIT: Цель не в том, чтобы проверить, все ли шаги были выполнены. Цель состоит в том, чтобы иметь возможность "следить" за процессом во время его выполнения, чтобы можно было сказать, какая его часть была завершена.

17
задан dflemstr 19 December 2011 в 21:06
поделиться

2 ответа

Это мое пессимистическое решение этой проблемы. Он использует Coroutine для приостановки вычислений на каждом шаге, что позволяет пользователю выполнять произвольные вычисления, чтобы сообщить о некотором прогрессе.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Полная реализация этого решения можно найти здесь .

Можно ли улучшить это решение?

Во-первых, как оно используется:

-- The procedure that we want to run.
procedure :: ProgressT IO ()
procedure = task "Print some lines" 3 $ do
  liftIO $ putStrLn "--> line 1"
  step
  task "Print a set of lines" 2 $ do
    liftIO $ putStrLn "--> line 2.1"
    step
    liftIO $ putStrLn "--> line 2.2"
  step
  liftIO $ putStrLn "--> line 3"

main :: IO ()
main = runConsole procedure

-- A "progress reporter" that simply prints the task stack on each step
-- Note that the monad used for reporting, and the monad used in the procedure,
-- can be different.
runConsole :: ProgressT IO a -> IO a
runConsole proc = do
  result <- runProgress proc
  case result of
    -- We stopped at a step:
    Left (cont, stack) -> do
      print stack     -- Print the stack
      runConsole cont -- Continue the procedure
    -- We are done with the computation:
    Right a -> return a

Приведенные выше результаты программы:

--> line 1
[Print some lines (1/3)]
--> line 2.1
[Print a set of lines (1/2),Print some lines (1/3)]
--> line 2.2
[Print a set of lines (2/2),Print some lines (1/3)]
[Print some lines (2/3)]
--> line 3
[Print some lines (3/3)]

Фактическая реализация (см. этот закомментированный вариант):

type Progress l = ProgressT l Identity

runProgress :: Progress l a
               -> Either (Progress l a, TaskStack l) a
runProgress = runIdentity . runProgressT

newtype ProgressT l m a =
  ProgressT
  {
    procedure ::
       Coroutine
       (Yield (TaskStack l))
       (StateT (TaskStack l) m) a
  }

instance MonadTrans (ProgressT l) where
  lift = ProgressT . lift . lift

instance Monad m => Monad (ProgressT l m) where
  return = ProgressT . return
  p >>= f = ProgressT (procedure p >>= procedure . f)

instance MonadIO m => MonadIO (ProgressT l m) where
  liftIO = lift . liftIO

runProgressT :: Monad m
                => ProgressT l m a
                -> m (Either (ProgressT l m a, TaskStack l) a)
runProgressT action = do
  result <- evalStateT (resume . procedure $ action) []
  return $ case result of
    Left (Yield stack cont) -> Left (ProgressT cont, stack)
    Right a -> Right a

type TaskStack l = [Task l]

data Task l =
  Task
  { taskLabel :: l
  , taskTotalSteps :: Word
  , taskStep :: Word
  } deriving (Show, Eq)

task :: Monad m
        => l
        -> Word
        -> ProgressT l m a
        -> ProgressT l m a
task label steps action = ProgressT $ do
  -- Add the task to the task stack
  lift . modify $ pushTask newTask

  -- Perform the procedure for the task
  result <- procedure action

  -- Insert an implicit step at the end of the task
  procedure step

  -- The task is completed, and is removed
  lift . modify $ popTask

  return result
  where
    newTask = Task label steps 0
    pushTask = (:)
    popTask = tail

step :: Monad m => ProgressT l m ()
step = ProgressT $ do
  (current : tasks) <- lift get
  let currentStep = taskStep current
      nextStep = currentStep + 1
      updatedTask = current { taskStep = nextStep }
      updatedTasks = updatedTask : tasks
  when (currentStep > taskTotalSteps current) $
    fail "The task has already completed"
  yield updatedTasks
  lift . put $ updatedTasks
4
ответ дан 30 November 2019 в 14:43
поделиться

Не уверен, что это именно то, что вам нужно, но вот реализация, которая обеспечивает правильное количество шагов и требует, чтобы в конце оставалось ноль шагов. Для простоты я использую монаду вместо монадного трансформатора через IO. Обратите внимание, что я не использую монаду Prelude, чтобы делать то, что я делаю.

ОБНОВЛЕНИЕ :

Теперь можно извлечь количество оставшихся шагов. Запустите следующее с -XRebindableSyntax

{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}
{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}
{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses #-}
{-# LANGUAGE FunctionalDependencies #-}

module Test where

import Prelude hiding (Monad(..))
import qualified Prelude as Old (Monad(..))

-----------------------------------------------------------

data Z = Z
data S n = S

type Zero = Z
type One = S Zero
type Two = S One
type Three = S Two
type Four = S Three

-----------------------------------------------------------

class Peano n where
  peano :: n
  fromPeano :: n -> Integer

instance Peano Z where
  peano = Z
  fromPeano Z = 0

instance Peano (S Z) where
  peano = S
  fromPeano S = 1

instance Peano (S n) => Peano (S (S n)) where
  peano = S
  fromPeano s = n `seq` (n + 1)
    where
      prev :: S (S n) -> (S n)
      prev S = S
      n = fromPeano $ prev s

-----------------------------------------------------------

class (Peano s, Peano p) => Succ s p | s -> p where
instance Succ (S Z) Z where
instance Succ (S n) n => Succ (S (S n)) (S n) where

-----------------------------------------------------------

infixl 1 >>=, >>

class ParameterisedMonad m where
  return :: a -> m s s a
  (>>=) :: m s1 s2 t -> (t -> m s2 s3 a) -> m s1 s3 a
  fail :: String -> m s1 s2 a
  fail = error

(>>) :: ParameterisedMonad m => m s1 s2 t -> m s2 s3 a -> m s1 s3 a
x >> f = x >>= \_ -> f

-----------------------------------------------------------

newtype PIO p q a = PIO { runPIO :: IO a }

instance ParameterisedMonad PIO where
  return = PIO . Old.return
  PIO io >>= f = PIO $ (Old.>>=) io $ runPIO . f

-----------------------------------------------------------

data Progress p n a = Progress a

instance ParameterisedMonad Progress where
  return = Progress
  Progress x >>= f = let Progress y = f x in Progress y

runProgress :: Peano n => n -> Progress n Zero a -> a
runProgress _ (Progress x) = x

runProgress' :: Progress p Zero a -> a
runProgress' (Progress x) = x

task :: Peano n => n -> Progress n n ()
task _ = return ()

task' :: Peano n => Progress n n ()
task' = task peano

step :: Succ s n => Progress s n ()
step = Progress ()

stepsLeft :: Peano s2 => Progress s1 s2 a -> (a -> Integer -> Progress s2 s3 b) -> Progress s1 s3 b
stepsLeft prog f = prog >>= flip f (fromPeano $ getPeano prog)
  where
    getPeano :: Peano n => Progress s n a -> n
    getPeano prog = peano

procedure1 :: Progress Three Zero String
procedure1 = do
  task'
  step
  task (peano :: Two) -- any other Peano is a type error
  --step -- uncommenting this is a type error
  step -- commenting this is a type error
  step
  return "hello"

procedure2 :: (Succ two one, Succ one zero) => Progress two zero Integer
procedure2 = do
  task'
  step `stepsLeft` \_ n -> do
    step
    return n

main :: IO ()
main = runPIO $ do
  PIO $ putStrLn $ runProgress' procedure1
  PIO $ print $ runProgress (peano :: Four) $ do
    n <- procedure2
    n' <- procedure2
    return (n, n')
1
ответ дан 30 November 2019 в 14:43
поделиться
Другие вопросы по тегам:

Похожие вопросы: