如何使用 StateT、ContT 和 ReaderT 创建 monad？

Question

如何创建使用 State、Cont 和 Reader 转换器的 monad？我想读一个环境，和 update/use 状态。不过，我还要pause/interrupt这个动作。比如满足一个条件，状态不变。

到目前为止，我有一个使用 ReaderT 和 StateT 的 monad，但我不知道如何包含 ContT：

{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving #-}
module Test where
-- monads
import   Data.Functor.Identity (Identity, runIdentity)
import   Control.Monad.State
import   Control.Monad.Reader
import   Control.Monad.Cont

-- reader environment
type In = Integer

-- cont: if true then pause, else continue 
type Pause = Bool

-- state environment:
newtype StateType = StateType { s :: Integer }

newtype M r = M {_unM :: ReaderT In (ContT Pause (StateT StateType Identity)) r}
  deriving ( Functor, Applicative, Monad
           , MonadReader In
           , MonadCont   Pause
           , MonadState  StateType
           )

-- run monadic action
runM :: In -> Pause -> StateType -> M r -> StateType
runM inp pause initial act
  = runIdentity             -- unwrap identity
  $ flip execStateT initial -- unwrap state
  $ flip runContT   pause   -- unwrap cont
  $ flip runReaderT inp     -- unwrap reader
  $ _unM act                -- unwrap action

这给出了错误：

* Expected kind `* -> *', but `Pause' has kind `*'
* In the first argument of `MonadCont', namely `Pause'
  In the newtype declaration for `M'
  |
24|         , MonadCont  Pause
  |

好的，但是为什么 Pause 需要类型 * -> *？...我被类型淹没了，需要解释。 Pause 必须采用什么形式，函数？ ContT如何整合？最终，我打算使用 Cont 作为控制结构。

Answer 1

与 MonadReader 和 MonadState 不同，MonadCont 类型 class takes only one parameter。由于该参数 m 必须是 Monad，因此它必须具有种类 * -> *.

在您的派生子句中，您希望 MonadCont, 而不是 MonadCont Pause。

为回答后续问题而添加：

ContT is defined as:

newtype ContT r m a = ContT { runContT :: (a -> m r) -> m r }

请注意，newtype M r 定义中的 r 作为最终 (a) 参数传递给 ContT。插入变量，你有

ContT Bool (State StateType) a = ContT { 
    runContT :: (a -> State StateType Bool) -> (State StateType Bool)
  }

这提供了一个计算上下文，您可以在其中操作 StateType 并使用定界延续。最终，你会构造一个ContT Bool (State StateType) Bool。然后你可以运行继续（使用 evalContT），return 到更简单的 State StateType 上下文。（实际上，您可以在程序的同一部分解包所有 3 个 monad 转换器。）

如何使用 StateT、ContT 和 ReaderT 创建 monad？

How to create a monad using StateT, ContT, and ReaderT?

haskell

monads

monad-transformers

continuations