计算期间在环境中隐式携带 STRef

我正在从事一些更大的计算，需要在某些关键时刻使用可变数据。我想尽可能避免IO。 我的模型曾经由以下组成ExceptT over ReaderT over State数据类型，现在我想替换State与提到的ST.

为了简单起见，我们假设我想保持单身STRef与Int在整个计算过程中，让我们跳过ExceptT外层。我最初的想法是把STRef s Int into ReaderT的环境：

{-#LANGUAGE Rank2Types#-}
{-#LANGUAGE ExistentialQuantification#-}

data Env = Env { supply :: forall s. STRef s Int }
data Comp a = forall s. Comp (ReaderT Env (ST s) a)

以及评估者：

runComp (Comp c) = runST $ do
   s <- newSTRef 0
  runReaderT c (Env {supply = s})  -- this is of type `ST s a`

...它失败了，因为

无法将类型“s”与“s1”匹配

这似乎很清楚，因为我混合了两个单独的幻影 ST 状态。但是，我不知道如何绕过它。我尝试过添加幻像s as Comp and Env参数，但结果是相同的，并且代码变得更丑陋（但由于缺少这些而不太可疑）foralls).

我在这里想要实现的功能是supply可以随时访问，但没有显式传递（它不值得）。存储它的最舒适的地方是在环境中，但我看不到初始化它的方法。

我知道有这样的事情STTmonad 转换器这可能会有所帮助，但它与哈希表等更雄心勃勃的数据结构不兼容（或者是吗？），所以只要我不能自由使用经典，我就不想使用它ST那里的图书馆。

如何正确设计这个模型？我所说的“正确”不仅指“类型检查”，还指“对代码的其余部分友好”和“尽可能灵活”。

runST必须给出一个多态参数，并且您希望您的参数来自Comp. Ergo Comp必须包含多态的东西。

newtype Env s = Env { supply :: STRef s Int }
newtype Comp a = Comp (forall s. ReaderT (Env s) (ST s) a)

runComp (Comp c) = runST $ do
    s <- newSTRef 0
    runReaderT c (Env s)

Because Comp结束s，您不能执行返回所包含内容的操作STRef;但您可以公开一个在内部使用引用的操作：

onRef :: (forall s. STRef s Int -> ST s a) -> Comp a
onRef f = Comp $ asks supply >>= lift . f

e.g. onRef readSTRef :: Comp Int and onRef (`modifySTRef` succ) :: Comp ()。另一种可能更符合人体工程学的选择是Comp本身是单态的，但有runComp要求多态动作。所以：

newtype Comp s a = Comp (ReaderT (Env s) (ST s) a)

runComp :: (forall s. Comp s a) -> a
runComp act = runST $ case act of
    Comp c -> do
        s <- newSTRef 0
        runReaderT c (Env s)

然后你可以写

getSup :: Comp s (STRef s Int)
getSup = Comp (asks supply)