ST monad如何工作？

我知道ST monad有点像IO的小弟弟，而IO则是带有附加RealWorld魔术的状态monad 。我能想象的状态，我能想象的是现实世界被莫名其妙地投入IO，但每次我写的类型签名ST中s的ST单子让我困惑的。

例如，ST s (STArray s a b)。s那里的工作如何？它是否只是用来在计算之间建立一些人为的数据依赖性，而不能像状态monad中的状态那样引用（由于forall）？

我只是抛出一些想法，并且非常感谢比我有更多知识的人向我解释。

在s保持内部的物体ST泄漏到外部单子ST单子。

-- 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

好的，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！）。由于存在额外的，这是类型错误s。请记住，它runST具有签名：

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

这意味着s您正在运行的计算上没有任何约束。因此，当您尝试评估时a：

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

结果将具有type STRef s Int，这是错误的，因为ins已“转义”到forallin之外runST。类型变量始终必须出现在的内部forall，Haskell允许forall在任何地方使用隐式量词。根本没有规则可以让您有意义地确定的返回类型a。

另一个带有的示例forall：为了清楚地说明为什么您不能让事物逃脱forall，这是一个更简单的示例：

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，因为它将根据布尔值是true还是false返回一个listChar或一个list of Int。这完全是错误的，就像的示例一样ST。

另一方面，如果您没有stype参数，那么即使代码显然是伪造的，所有东西都将进行类型检查。

ST的实际工作方式：在实现方面，STmonad实际上与IOmonad相同，但接口略有不同。当您使用STmonad时，您实际上会unsafePerformIO在幕后得到或等效的结果。之所以可以安全地执行此操作，是因为所有ST相关功能的类型签名，尤其是带有forall。的部分。

这s只是使类型系统阻止您执行不安全操作的一种手段。它在运行时不“做”任何事情。它只会使类型检查器拒绝执行可疑程序的程序。（这是一种所谓的幻影类型，仅存在于类型检查器的头部，在运行时不受影响的任何事物。）