ST monad 是如何工作的？

我知道 ST monad 有点像 IO 的弟弟，而 IO 又是添加了状态 monadRealWorld魔法。我可以想象状态，也可以想象 RealWorld 以某种方式放入 IO 中，但每次我写一个类型签名ST the sST monad 的概念让我很困惑。

举个例子，ST s (STArray s a b)。如何s在那里工作？它是否只是用于在计算之间建立一些人工数据依赖关系，而不能像状态单子中的状态一样被引用（由于forall)?

我只是提出一些想法，并且非常感谢比我更有知识的人向我解释它。

The s将物体保留在STmonad 不会泄漏到外部ST monad.

-- This is an error... but let's pretend for a moment...
let a = runST $ newSTRef (15 :: Int)
    b = runST $ writeSTRef a 20
    c = runST $ readSTRef a
in b `seq` c

好吧，这是一个类型错误（这是一件好事！我们不想STRef泄漏到原始计算之外！）。这是一个类型错误，因为额外的s。请记住runST有签名：

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

这意味着s您正在运行的计算必须没有任何限制。所以当你尝试评估时a:

a = runST (newSTRef (15 :: Int) :: forall s. ST s (STRef s Int))

结果将具有类型STRef s Int，这是错误的，因为s已“逃”出forall in runST。类型变量总是必须出现在 a 的内部forall，并且 Haskell 允许隐式forall量词无处不在。根本没有任何规则可以让您有意义地找出返回类型a.

另一个例子forall:清楚地表明为什么你不能让事情逃脱forall，这是一个更简单的例子：

f :: (forall a. [a] -> b) -> Bool -> b
f g flag =
  if flag
  then g "abcd"
  else g [1,2]

> :t f length
f length :: Bool -> Int

> :t f id
-- error --

当然f id是一个错误，因为它会返回一个列表Char或列表Int取决于布尔值是真还是假。这根本就是错误的，就像上面的例子一样ST.

另一方面，如果你没有s输入参数，那么所有内容都会进行类型检查，即使代码显然是非常伪造的。

ST的实际工作原理：在实施方面，STmonad 实际上与IOmonad 但界面略有不同。当您使用ST你实际上得到的单子unsafePerformIO或同等的，在幕后。您可以安全地执行此操作的原因是因为所有的类型签名ST- 相关功能，特别是与forall.