如何理解这个状态Monad Haskell代码片段中的evalState？

Question

我正在看this compiler code snippet并且不明白evalState做什么，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)]

假设有状态计算是s -> (a, s)的形式，ast是monad，[globals]是s，而evalState ast [globals]返回类型a。我在哪里可以找到状态计算定义将s转换为新的s并产生结果a？

Answer 1

函数evalState有类型：

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

如果你应用其中一个函数然后另一个函数，你会得到你开始的东西（即它们是逆的，它们的组成是身份函数）。

不太正式，这意味着无论你在哪里看到State s a，你都可以假装它是s -> (a, s)类型，反之亦然，因为你可以使用这些实用函数runState和state来回转换。

因此，所有evalState都会采用与有状态计算s -> (a, s)同构的第一个参数，并使用其第二个参数给出的初始状态运行它。然后抛弃最终状态s并产生计算的最终结果。

因为它是evalState的第一个参数，即有状态计算，实际上ast在parse parser source code成功时返回，这是你正在寻找的状态转换s -> (a, s)。

也就是说，值ast具有以下类型：

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

这是同构的：

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

所以它是一个有状态的转换，它在一个由一个环境（符号表列表）组成的状态上运行并产生一个契约。所有evalState都会通过这个有状态转换传递一个初始状态/环境，该状态/环境由表示全局符号表的单例组成，然后产生最终的合同结果（抛弃符号表的最终列表，因为一旦生成合同它就不再重要了） 。

因此，这个编译器的设计方式，它将代码编译成一个“抽象语法树”，它不是一个树状数据结构，实际上是一个函数，它对产生契约的环境状态进行状态转换; evalState只是“运行”转型以产生合同。