在 Haskell 中提升 State monad 中的值

我正在 Haskell 中编写一个数独生成器/求解器作为学习练习。

My solve函数接受一个UArray但返回一个State Int (UArray ...)这样它也可以返回解决问题时发现的最大难度级别。

到目前为止，这是我的功能（仍处于实验性的早期阶段）：

import Control.Monad.State       (State, put)
import Control.Monad.Trans.Class (lift)
import Data.Array.MArray         (thaw)
import Data.Array.ST             (runSTUArray)
import Data.Array.Unboxed        (UArray)

-- ...

type Cell = Word16

solve :: UArray (Int, Int) Cell -> State Int (UArray (Int, Int) Cell)
solve grid = do
  return $ runSTUArray $ do
    arr <- thaw grid
    lift $ put 42
    return arr

它实际上还没有对可变数组做任何事情。我只是想让它进行类型检查put 42，但目前出现以下错误：

  • Couldn't match kind ‘*’ with ‘* -> *’
    When matching the kind of ‘ST’
  • In a stmt of a 'do' block: lift $ put 42
    In the second argument of ‘($)’, namely
      ‘do arr <- thaw grid
          lift $ put 42
          return arr’
    In the second argument of ‘($)’, namely
      ‘runSTUArray
         $ do arr <- thaw grid
              lift $ put 42
              return arr’
     |
 128 |     lift $ put 42
     |     ^^^^^^^^^^^^^

runSTUArray ...是一个纯值，它对“外部单子”一无所知。和State关心你如何使用它，你不能不透明地将它传递给ST。

你可以做什么：

Option1：更改整个程序，将更多逻辑移至 ST 端。您可以使用 STRef 而不是 State：

solve :: ST s (STRef Int) -> ST s (UArray (Int, Int) Cell) -> ST s ()
...

Option2：手动提取并传递给ST，然后返回并显式放置。但有一个复杂的情况。runSTUArray不允许将另一个值与数组一起获取。我不知道如何使用当前的数组函数安全地完成它。不安全的话你可以更好地重新实施runSTUArray它可以传递另一个值。您还可以添加假单元并在那里编码新状态。

导出另一个值的方式在向量包中存在，有（新版本中）createT函数不能采用裸向量，而是可以采用包含它的结构（甚至多个向量）。因此，总的来说，您的示例如下：

import Control.Monad.State (State, put, get)
import Data.Word (Word16)

import qualified Data.Vector.Unboxed as DVU

type Cell = Word16

solve :: DVU.Vector Cell -> State Int (DVU.Vector Cell)
solve grid = do
  oldState <- get
  let (newState, newGrid) = DVU.createT (do
          arr <- DVU.thaw grid
          pure (oldState + 42, arr))
  put newState
  pure newGrid

不幸的是，向量只是一维的