Tương đương chức năng của mẫu thiết kế nhà nước

Question

Điều gì sẽ là tương đương với chương trình chức năng của mẫu thiết kế nhà nước? Hay cụ thể hơn, cách this Wikipedia example của mẫu thiết kế nhà nước sẽ dịch sang FP như thế nào?

Answer 1

Có thể với một đơn vị State kết hợp với công cụ sửa đổi tùy chỉnh và người truy cập?

Answer 2

Tôi không nghĩ rằng có chức năng tương đương thuần túy cho mẫu trạng thái. Bởi vì lập trình hàm thuần túy không có khái niệm về trạng thái và thời gian. Mẫu trạng thái thực chất về trạng thái và thời gian. Nhưng tôi nghĩ rằng tương đương chức năng không thuần túy tồn tại, đó là luồng vô hạn được đánh giá lười biếng. Bạn có thể thực hiện nó với C# yield.

Answer 3

Mẫu này là một ví dụ về việc sử dụng mã số State monad, một mã số tính toán sẽ làm tăng thêm mã với trạng thái.

Đây là triển khai trong Haskell.

Một số những người giúp đỡ:

import Control.Monad.Trans.State 
import Control.Monad.IO.Class 
import Data.Char 

Hai phương thức hoạt động của chương trình

data Mode = A | B 

Các loại tính stateful với chế độ này, tăng cường với một bộ đếm.

type StateM a = StateT (Int, Mode) IO a 

Chức năng ghi, một chức năng trong bối cảnh StateM, thay đổi hành vi của nó dựa trên chế độ stateful:

writeName :: String -> StateM() 
writeName s = do 
    (n,mode) <- get 
    case mode of 
     A -> do liftIO (putStrLn (map toLower s)) 
       put (0,B) 
     B -> do let n' = n + 1 
       liftIO (putStrLn (map toUpper s)) 
       if n' > 1 then put (n', A) 
          else put (n', B) 

Chạy chương trình, tung ra một tính toán stateful ban đầu trong trạng thái Một

main = flip runStateT (0, A) $ do 
    writeName "Monday" 
    writeName "Tuesday" 
    writeName "Wednesday" 
    writeName "Thursday" 
    writeName "Saturday" 
    writeName "Sunday" 

Từ mã trên, đầu ra của chính là:

monday 
TUESDAY 
WEDNESDAY 
thursday 
SATURDAY 
SUNDAY 

Lưu ý rằng đây là giải pháp hoàn toàn chức năng. Không có bản cập nhật có thể thay đổi hoặc phá hoại trong chương trình này. Thay vào đó, trình đơn trạng thái đề ra chế độ mong muốn thông qua tính toán.

Answer 4

Một mã hóa:

import Data.Char (toUpper, toLower) 

newtype State = State { unState :: String -> IO State } 

stateA :: State 
stateA = State $ \name -> do 
    putStrLn (map toLower name) 
    return stateB 

stateB :: State 
stateB = go 2 
    where 
    go 0 = stateA 
    go n = State $ \name -> do 
       putStrLn (map toUpper name) 
       return $ go (n-1) 

Đừng để bị lừa bởi các IO, đây là một bản dịch tinh khiết của mẫu đó (chúng tôi không sử dụng một IORef để lưu trữ các tiểu bang hoặc bất cứ điều gì). Mở rộng newtype, chúng ta thấy những gì có nghĩa là loại này:

State = String -> IO (String -> IO (String -> IO (String -> ... 

Phải mất một chuỗi, hiện một số I/O và yêu cầu một chuỗi khác vv

Đây là mã hóa yêu thích của tôi về mô hình lớp trừu tượng trong OO: abstract class -> type, subclasses -> các phần tử của kiểu đó.

Tuyên bố newtype State thay thế cho tuyên bố tóm tắt writeName và chữ ký của nó. Thay vì chuyển một số StateContext vào đó chúng tôi chỉ định một trạng thái mới, chúng tôi chỉ trả lại trạng thái mới.Việc nhúng giá trị trả lại trong IO cho biết rằng trạng thái mới được phép phụ thuộc vào I/O. Kể từ đó không phải là về mặt kỹ thuật cần thiết trong ví dụ này, chúng ta có thể sử dụng các loại nghiêm ngặt hơn

newtype State = State { unState :: String -> (State, IO()) } 

trong đó chúng ta vẫn có thể thể hiện tính toán này, nhưng trình tự của các quốc gia là cố định và không được phép phụ thuộc vào đầu vào. Nhưng hãy gắn bó với loại ban đầu, khoan dung hơn.

Và đối với những "khách hàng thử nghiệm":

runState :: State -> [String] -> IO() 
runState s [] = return() 
runState s (x:xs) = do 
    s' <- unState s x 
    runState s' xs 

testClientState :: IO() 
testClientState = runState stateA 
        [ "Monday" 
        , "Tuesday" 
        , "Wednesday" 
        , "Thursday" 
        , "Saturday" 
        , "Sunday" ]