运行 这种具有状态和随机性概念的单子计算

Run this monadic computation with notion of state and randomness

我描述了以下计算:

import Control.Monad.State
import Control.Monad.Identity
import Control.Monad.Random.Class

-- * fair coin
fair :: MonadRandom m => m Bool
fair = (\p -> p <= 0.5) <$> getRandomR (0,1 :: Double)

-- * how do i run this 
bar :: (MonadState Bool m, MonadRandom m) => m Bool
bar = fair >>= \b -> put b >> return b

而且我想知道如何 运行 bar 以便在预期中 bar 的计算结果为 True 一半的时间。

简而言之:

evalRandIO $ evalStateT bar False

让我们把这个分开。 bar 需要能够保持 Bool 作为状态,并且能够获得随机值。我们可以用任何一种方式嵌套它;在这里,我选择将状态分层到随机之上,但你可以反过来做。

evalStateT 具有此类型签名:

evalStateT :: Monad m => StateT s m a -> s -> m a

换句话说,给定一些需要在其他 monad 之上分层的状态,它会实现该状态部分并根据底层 monad 为您提供该操作。名称的 eval 部分意味着它将抛出结果状态并只为您提供值;还有 execStateT 为您提供结果状态并抛出输出,而 runStateT 为您提供两者的元组。我应该指出,无论如何,我们必须给它一个初始状态。您的代码不使用初始状态,所以我们也可以使用 undefined,但我使用 False 来解决它。

现在我们已经实现了状态位,我们还剩下什么?

ghci> :t evalStateT bar False
evalStateT bar False :: MonadRandom m => m Bool

它想要一个可以给它随机值的单子。好吧,我们有其中之一。 Rand 会做到的。 Rand 也有 runevalexec 变体,因为它实际上也是一个状态 monad;它在幕后包含某种类型的 class RandomGen 的值。在这里,我们想丢弃最后的状态,我们也想保留结果,所以我们使用run 变体。那么,我们现在有什么?

ghci> :t runRand (evalStateT bar False)
runRand (evalStateT bar False) :: RandomGen g => g -> (Bool, g)

比较:

ghci> :t random
random :: (RandomGen g, Random a) => g -> (a, g)

所以现在我们有一个简单的函数,它接受一个随机数生成器状态并吐出一对结果和一个新状态,就像 random 本身来自 System.Random 一样。我们如何使用它?好吧,通过 System.Random 模块挖掘,getStdRandom 看起来很有用:

getStdRandom :: (StdGen -> (a, StdGen)) -> IO a

它采用我们已有的函数并将其转换为 IO 动作。 (这是有道理的,它将是 IO;它采用一些全局状态(即标准随机数生成器)并对其进行更新。)添加它之后我们得到了什么?

ghci> :t getStdRandom . runRand $ evalStateT bar False
getStdRandom . runRand $ evalStateT bar False :: IO Bool

正是我们所期望的:IO 产生 Bool。 运行它几次:

ghci> let barIO = getStdRandom . runRand $ evalStateT bar False
ghci> barIO
True
ghci> barIO
True
ghci> barIO
False

对我来说足够随机了。但是,,还有更短的方法。由于这是一个常见的用例,Control.Monad.Random 模块提供了一个快捷方式,evalRandIO,它本质上是我们上面使用的 getStdRandom . runRand。这是一个简单的替代品,以

结尾
evalRandIO $ evalStateT bar False