如何理解这个 State Monad Haskell 代码片段中的 evalState？

Question

我正在查看 this compiler code snippet 并且不明白 evalState 是做什么的，我是 State Monad 的新手。

compileToAst :: FilePath -> String -> Either Errors (Contract (Check Type, Env, SourcePos))
compileToAst source code = case parse parser source code of
    Right ast -> let ast'            = evalState ast [globals]
                     errors          = lefts $ map ann $ toList ast'
                     ann (a, _, pos) = a `extend` sourcePosPretty pos
                 in if null errors then Right ast' else Left errors
    Left err  -> Left [(SyntaxError $ parseErrorTextPretty err, sourcePosPretty . NE.head $ errorPos err)]

假设状态计算的形式为s -> (a, s)， ast 是 monad，[globals] 是 s，evalState ast [globals] returns 类型 a。我在哪里可以找到将 s 转换为新的 s 并产生结果 a 的有状态计算定义？

Answer 1

函数 evalState 的类型为：

evalState :: State s a -> s -> a

第一个参数的类型，即State s a，实际上与函数类型s -> (a, s)同构。这正式意味着存在两个在它们之间转换的函数：

runState :: State s a -> (s -> (a, s))
state :: (s -> (a, s)) -> State s a

如果你先应用其中一个函数，然后再应用另一个函数，你会得到开始时的结果（即，它们是逆函数，它们的组合是恒等函数）。

不那么正式，这意味着无论您在哪里看到 State s a，您都可以假装它是类型 s -> (a, s)，反之亦然，因为您可以使用这些实用函数随意来回转换 runState 和 state.

因此， evalState 所做的就是采用与有状态计算同构的第一个参数 s -> (a, s) 并使用其给出的初始状态运行它第二个参数。然后它丢弃最终状态 s 并产生计算的最终结果。

因为 evalState 的 first 参数是有状态的计算，所以实际上 parse parser source code 成功时返回的 ast 是有状态的您正在寻找的转换 s -> (a, s)。

也就是说，值 ast 的类型为：

ast :: State Env (Contract (Check Type, Env, SourcePos))

同构于：

ast :: Env -> (Contract (Check Type, Env, SourcePos), Env)

所以这是一个有状态的转换，它在一个由环境（符号列表 tables）组成的状态上运行并产生一个合约。 evalState 所做的就是将这个有状态转换传递给一个初始 state/environment ，该初始 state/environment 由表示全局符号 table 的单例组成，然后产生其最终合约结果（丢弃符号的最终列表 tables，因为一旦生成合同就不再重要了）。

因此，按照这个编译器的设计方式，它将代码编译成一个 "abstract syntax tree" ，而不是一个树状数据结构，实际上是一个函数，对产生的环境状态进行有状态转换合同; evalState 只是 "runs" 生成合同的转换。

如何理解这个 State Monad Haskell 代码片段中的 evalState？

How to understand evalState in this State Monad Haskell code snippet?

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