Государственная монада в OCaml

Я пытался реализовать государственную монаду в OCaml (как упражнение). Моя реализация выглядит следующим образом:

module type MONAD_BUILDER =
sig
  type 'a t
  val return : 'a -> 'a t
  val bind : 'a t -> ('a -> 'b t) -> 'b t
end;;

module MonadBuilder = functor (M: MONAD_BUILDER) ->
struct
  let ( >>= ) = M.bind
  let return = M.return
end;;

module StateM = 
struct
  type 'a state = { state:  .  -> ('a * 's) }
  type 'a t = 'a state
  let return x = { state = fun s -> (x, s) }
  let bind m f = 
    let aux s = 
      let (x, s') = m.state s in
      (f x).state s'
    in { state = aux }
  let run m x = fst (m.state x)
end;;

Я выбрал экзистенциальный тип для поля записи, так как мне не нравится идея использования функтора и упаковка типа состояния в модуле. Вышеупомянутая реализация работает, но я столкнулись с проблемой при реализации getState и setState. Я попытался реализовать их, например:

let getState = { state = fun s -> (s, s) }

let setState s = { state = fun _ -> ((), s) }

Это не работает, поскольку введенные типы полей, например. 'a -> ('a * 'a) и 'a -> (unit * 'a), являются менее типичными, чем объявленный тип . -> ('a * 's). Я понимаю, почему это происходит, но мне было интересно, есть ли другой способ заставить его работать, используя подход к записи?

Спасибо.

Cheers, Alex

Ответы

Ответ 1

's. -> ('a * 's) является универсальным типом. Вам будет сложно реализовать состояние с универсальными типами...

Нет никакого чистого способа инкапсулировать экзистенциальный тип там, не используя модуль (поскольку типы экзистенции - это те абстрактные типы).

Вы могли бы, естественно, публиковать тип состояния:

type ('a,'s) state = { state :  -> ('a * 's) }

Или даже короче,

type ('a,'s) state =  -> 'a * 's

С дополнительным параметром выполняется ваш код. Однако вы сталкиваетесь с тем, что ваш параметр должен обрабатываться монадой. Таким образом, вы можете скрыть это при построении монады:

module Monad = MonadBuilder(struct
  include StateM
  type 'a t = ('a,myStateType) state
end)

Или измените дизайн монады, чтобы включить дополнительный параметр типа, который должен использоваться для экзистенциальных типов:

module type MONAD_BUILDER =
sig
  type ('a,'param) t
  val return : 'a -> ('a,'param) t
  val bind : ('a,'param) t -> ('a -> ('b,'param) t) -> ('b,'param) t
end;;