Застрял в государственной монаде

Давайте представим, что нам нужно IO-ифицировать State монаду. Как бы это выглядело? Наша чистая монада State — это просто новый тип:

s -> (a, s)

Что ж, версия IO может иметь небольшие побочные эффекты, прежде чем возвращать окончательные значения, которые будут выглядеть так:

s -> IO (a, s)

Этот шаблон настолько распространен, что у него есть имя, а именно StateT:

newtype StateT s m a = StateT { runStateT :: s -> m (a, s) }

Имя имеет T в конце, потому что это монада Ttransformer. Мы называем m «базовой монадой», а StateT s m «преобразованной» монадой.

StateT s m — это Monad, только если m — это Monad:

instance (Monad m) => Monad (StateT s m) where {- great exercise -}

Однако в дополнение к этому все преобразователи монад реализуют класс MonadTrans, определенный следующим образом:

class MonadTrans t where
    lift :: (Monad m) => m a -> t m a

instance MonadTrans (StateT s) where {- great exercise -}

Если t равно StateT s, то тип lift специализируется на:

lift :: m a -> StateT s m a

Другими словами, это позволяет нам «поднять» действие в базовой монаде, чтобы оно стало действием в преобразованной монаде.

Итак, для вашей конкретной проблемы вам нужна монада StateT (IntMap k v) IO, которая расширяет IO дополнительными State. Затем вы можете написать всю свою программу в этой монаде:

main = flip runStateT (initialState :: IntMap k v) $ do
    m <- get        -- retrieve the map
    lift $ print m  -- lift an IO action
    (k, v) <- lift readLn
    put (insert k v m)

Обратите внимание, что я все еще использую get и put. Это потому, что пакет transformers реализует все концепции, которые я описал, и обобщает сигнатуры get и put следующим образом:

get :: (Monad m) => StateT s m s
put :: (Monad m) => s -> StateT s m ()

Это означает, что они автоматически работают в пределах StateT. transformers затем просто определяет State как:

type State s = StateT s Identity

Это означает, что вы можете использовать get и put как для State, так и для StateT.

Чтобы узнать больше о преобразователях монад, я настоятельно рекомендую Преобразователи монад - шаг за шагом.