Haskell中的变量问题

很简单的一个问题，、
在Haskell中实现下面Lisp代码的功能。唉，Haskell啊，纯函数式啊，Monad啊，我刚学啊，不知道怎么办啊
:cry: :cry: :cry:

code="common lisp"
(lambda (i) (incf n i)))
[/code]

真的？但是我曾经发现，用Haskell写的一些代码，长度仅有等价的C或者Python代码的一半。

比如这个，高阶函数和List Comprehension比循环简洁的多
[url]http://cloverprince.iteye.com/blog/319072[/url]

但是，真正成问题的是，我不够聪明，以至于有时候我无法指出如何写出精简的代码。

Haskell里变量是不可变的。函数是没有副作用的。所以，不可能去修改一个变量的值。

其实，你的意思是，“调用”一个函数的时候，和某个符号（变量名）x相关的状态被改变；下次调用另一个函数，而且这个函数需要依赖于这个变量x，那么这个函数将返回不同的值。这样也做不到，因为既然是“函数”，那么给定相同的自变量，返回的值总是相同的，否则就不是“函数”了。

可以用State monad模拟这种行为。实际上GHC已经包含了State这种类型。

可以参考这个：[url]http://www.haskell.org/haskellwiki/State_Monad[/url]，说实话，不太直观，但后面介绍了标准库的用法。

下面是一个简单的实现。

我们假设状态是Int型，定义为StateType。我们定义一种容器：保存一个值，附带当前的状态。就是那个ValueWithState。所谓“当前状态”，就是那个可以随便改变的Int值。

然后定义一个Action，里面存了一个函数，输入旧状态，输出一个值和一个新状态。可以认为Action就是一步“操作”（可以和之前所有的运算结果相关），同时这步操作可能会改变当前状态。也就理解成“可能会发生副作用的操作”。

我们定义几个特殊操作

第一个是return x。函数return输入变量x产生一个操作，产生的这个操作不改变状态，但是会改变“当前值”，且“当前值”就是x。

第二个是set n。这个操作会直接把当前状态改成n，但是这个操作本身不返回新的值。这里不得不让它返回()。

第三个是get。这个操作会把“当前状态”放到“当前值”里，也就是“读取那个隐藏的状态”。

然后就是add n了。其实有get和set就能随意改变“状态”了，加上这个add比较方便，就是把当前状态增加一些，不返回值（返回()）。

然后，为了让它成为Monad，我们必须允许把两个“Action”捆绑在一起，让它们看上去像一个Action。（注意，第二个Action可能依赖于第一个Action的运行结果，所以>>=的定义是 Monad a -> (a -> Monad b) -> Monad b）

实现Monad要求的>>=函数，就是把“把两个Action捆绑起来”装得像一点。稍微有点麻烦。“完成两部操作”，就是：首先，在已知初始状态state0的情况下，完成第一步操作。然后，利用第一步操作的结果value1，制造出第二个操作（因为第二个操作可能依赖第一个）。然后已知第一步操作后的状态state1的条件下，执行第二个操作。这样得到的新值和新状态就是整体执行的结果了。

然后就可以尽情地用do notation执行一些“看上去像命令式”的过程了。

[code="haskell"]module Main where

type StateType = Int

data ValueWithState valueType = ValueWithState StateType valueType deriving Show

data Action resultType = Action {
doAction :: StateType -> (ValueWithState resultType)
}

get = Action {
doAction = \oldState -> ValueWithState oldState oldState
}

set n = Action {
doAction = \oldState -> ValueWithState n ()
}

addOne = Action {
doAction = \oldState -> ValueWithState (oldState+1) ()
}

add n = Action {
doAction = \oldState -> ValueWithState (oldState+n) ()
}

instance Monad Action where
return result = Action {
doAction = \oldState -> ValueWithState oldState result
}

action1 >>= f = Action {
    doAction = \state0 -> 
        let ValueWithState state1 value1 = doAction action1 state0
            action2 = f value1
            ValueWithState state2 value2 = doAction action2 state1
        in ValueWithState state2 value2
}

someAction = do
add 3
s1 <- return "Hello"
add 2
s2 <- return "World"
s3 <- get
return (s1 ++ s2 ++ (show s3))

ValueWithState finalState finalValue = doAction someAction 42

main = do
putStrLn (show finalState)
putStrLn finalValue

[/code]

试试转换一下思维，能用命令式实现的一定能够用函数式方法实现。

可以使用haskell的lambda实现，如下即可：

inc n = \i -> incf n i

可以使用haskell的lambda实现，如下即可：

inc n = \i -> incf n i