STモナドとStateモナドのAPIの比較

内部実装はガン無視して、型と使用感の類似性を見たい

todos

IORefも加えると面白そう

samples

code:State.hs

stt :: State Integer ()

stt = do

modify (+i)

main :: IO ()

main = print $ runState stt 0 -- ((),55)

code:ST.hs

st :: ST s Integer

st = do

n <- newSTRef 0

modifySTRef n (+i)

readSTRef n

main :: IO ()

main = print $ runST st -- 55

状態の初期値は

Stateは、runの外部から与えている

STは、内部で生成している

型

code:State.hs

newtype State s a = State { runState :: s -> (a, s) }

code:ST.hs

順序など細かい違いはあるがやっていることは同じ

モナドの定義

code:hs

instance Monad (State s) where

return a = State $ \s -> (a,s)

(State x) >>= f = State $ \s ->

let (a,s') = x s

(State y) = f a

in y s'

code:hs

instance Monad (ST s) where

(ST x) >>= f = ST $ \s ->

(ST y) = f a

in y s'

こうして比較すると、「引数と返り値で連鎖することで状態を表現している」点は同じであることがわかる

型上の表現が異なるだけで、関数の実体としてやっていることは全く同じ

STモナドは、メモリ割り当てを状態として捉えるStateモナドといえる

これで正しいなら割と良いものを書けたと思う

run

code:State.hs

runState :: s -> (a, s)

code:ST.hs

runST :: (forall s. ST s a) -> a

modify

code:State.hs

modify:: (s -> s) -> State s ()

modify f = state (\s -> ((), f s))

code:ST.hs

modifySTRef :: STRef s a -> (a -> a) -> ST s ()

modifySTRef ref f = writeSTRef ref . f =<< readSTRef ref

get

code:State.hs

get :: State s s

get = state (\s -> (s, s))

code:ST.hs

readSTRef :: STRef s a -> ST s a

readSTRef (STRef var#) = ST $ \s1# -> readMutVar# var# s1#