haskell - 什么是 RWS Monad，何时使用

Question

我在 mtl 库中查找内容时遇到了 RWS Monad 及其 MonadTransformer。那里没有真正的文档，我想知道这是什么以及它在哪里使用。

我发现 RWS 是 Reader、Writer、State 的首字母缩写词，那是这三个 monad 转换器的堆栈。我无法弄清楚为什么这比 State 本身更好。

Answer 1

最实际的原因是为了可测试性和更精确的类型签名。

haskell 的关键优势在于您可以如何通过类型系统指定函数的功能。比较 c#/java 类型:

public int CSharpFunction(int param) { ...

有一个haskell:

someFunction :: Int -> Int

haskell 不仅告诉我们参数所需的类型和返回类型，还告诉我们函数可能会影响什么。例如，它不能做任何 IO，也不能读取或更改任何全局状态，或访问任何静态配置数据。对于 c# 函数，两者都不是真的，但我们不能说。

这对测试有很大帮助。我们知道我们唯一需要用 haskell 测试的东西 someFunction是它是否获得了某些样本输入的预期输出。不需要任何可能的设置，并且该函数永远不会为相同的输入给出不同的结果。这使得使用纯函数进行测试变得非常简单。

然而，一个函数通常不能是纯的。例如，它可能需要访问一些全局信息只是为了阅读。我们可以在函数中添加另一个参数:

readerFunc :: GlobalConfig -> Int -> Int

但是使用 monad 通常更容易，因为它们更容易组合:

readerFunc2 :: Int -> Reader GlobalConfig Int

测试它几乎和测试纯函数一样容易。我们只需要测试输入 Int 值和 GlobalConfig 读取器配置值的各种排列。

一个函数可能需要写出值(例如用于记录)。这也可以用 monad 来完成:

writerFunc :: Int -> Writer String Int

再次测试这几乎与纯函数一样容易。我们只测试给定的 Int输入，适当的Int返回，以及正确的最终作者 String .

另一个函数可能需要读取和更改状态:

stateFunc :: Int -> State GlobalState Int

不过，这更难测试。我们不仅要使用各种输入 Int 和初始 GlobalStates 检查输出，还需要测试最终 GlobalState 是否是正确的值。

现在考虑一个函数:

需要从 ProgramConfig 数据类型中读取

将值写入字符串以记录

使用和修改 ProgramState值(value)。

我们可以这样做:

data ProgramData = ProgramData { pState :: ProgramState, pConfig :: ProgramConfig, pLogs :: String }
complexFunction :: Int -> State ProgramData Int

但是，这种类型不是很准确。这意味着 ProgramConfig 可能会更改，但不会更改。这也意味着该函数可以使用 pLogs 值，但它不会。此外，测试它更复杂，因为理论上，该函数可能会意外更改程序配置，或在其计算中使用当前 pLogs 值。

这可以大大改善:

betterFunction :: Int -> RWS ProgramConfig String ProgramState Int

这种类型非常准确。我们知道 ProgramConfig 只会被读取。我们知道String只是永远改变。唯一需要读写的部分是 ProgramState ，正如预期的那样。这更容易测试，因为我们只需要测试 ProgramConfig、ProgramState 和 Int 的不同组合即可。输入，并检查输出 Int , String和 ProgramState用于输出。我们知道我们不能意外更改程序配置，或在计算中使用当前程序日志值。

haskell 类型系统可以帮助我们，我们应该给它尽可能多的信息，这样它就可以在我们做之前捕获错误。

(请注意，此答案中的每个 haskell 类型都可能等同于顶部的 c# 类型，具体取决于 c# 函数的实际实现方式)。