STUArray con polimórfica tipo

Question

Quiero aplicar un algoritmo mediante el ST mónada y STUArray s, y yo quiero que sea capaz de trabajar tanto con los datos Float y Double.

Voy a demostrar sobre un problema de ejemplo más simple: el cálculo de un scanl (+) 0 memorado (Sé que se puede resolver sin STUArray, simplemente utilizando como ejemplo).

{-# LANGUAGE FlexibleContexts, ScopedTypeVariables #-} 

import Control.Monad 
import Control.Monad.ST 
import Data.Array.Unboxed 
import Data.Array.ST 

accumST :: forall a. (IArray UArray a, Num a) => [a] -> Int -> a 
accumST vals = (!) . runSTUArray $ do 
    arr <- newArray (0, length vals) 0 :: ST s (STUArray s Int a) 
    forM_ (zip vals [1 .. length vals]) $ \(val, i) -> 
    readArray arr (i - 1) 
    >>= writeArray arr i . (+ val) 
    return arr 

Esta falla con:

Could not deduce (MArray (STUArray s) a (ST s)) from the context() 
    arising from a use of 'newArray' 
Possible fix: 
    add (MArray (STUArray s) a (ST s)) to the context of 
    an expression type signature 
    or add an instance declaration for (MArray (STUArray s) a (ST s)) 

no puede aplicar el sugerido "solución posible". Porque tengo que agregar algo como (forall s. MArray (STUArray s) a (ST s)) al contexto, pero afaik es imposible ...

Answer 1

Desafortunadamente, actualmente no puede crear un contexto que requiera que una matriz sin caja esté disponible para un tipo específico. Restricciones cuantificadas no están permitidas. Sin embargo, aún puede lograr lo que intenta hacer (con la ventaja adicional de tener versiones de código específicas del tipo). Para funciones más largas, podría tratar de dividir expresiones comunes para que el código repetido sea lo más pequeño posible .

{-# LANGUAGE FlexibleContexts, ScopedTypeVariables #-} 
module AccumST where 

import Control.Monad 
import Control.Monad.ST 
import Data.Array.Unboxed 
import Data.Array.ST 
import Data.Array.IArray 

-- General one valid for all instances of Num. 
-- accumST :: forall a. (IArray UArray a, Num a) => [a] -> Int -> a 
accumST :: forall a. (IArray UArray a, Num a) => [a] -> Int -> a 
accumST vals = (!) . runSTArray $ do 
    arr <- newArray (0, length vals) 0 :: (Num a) => ST s (STArray s Int a) 
    forM_ (zip vals [1 .. length vals]) $ \(val, i) -> 
    readArray arr (i - 1) 
    >>= writeArray arr i . (+ val) 
    return arr 

accumSTFloat vals = (!) . runSTUArray $ do 
    arr <- newArray (0, length vals) 0 :: ST s (STUArray s Int Float) 
    forM_ (zip vals [1 .. length vals]) $ \(val, i) -> 
    readArray arr (i - 1) 
    >>= writeArray arr i . (+ val) 
    return arr 

accumSTDouble vals = (!) . runSTUArray $ do 
    arr <- newArray (0, length vals) 0 :: ST s (STUArray s Int Double) 
    forM_ (zip vals [1 .. length vals]) $ \(val, i) -> 
    readArray arr (i - 1) 
    >>= writeArray arr i . (+ val) 
    return arr 

{-# RULES "accumST/Float" accumST = accumSTFloat #-} 
{-# RULES "accumST/Double" accumST = accumSTDouble #-} 

La versión Embalaje Genérico (que no funciona) podría tener una restricción de tipo similar a la siguiente:

accumSTU :: forall a. (IArray UArray a, Num a, 
    forall s. MArray (STUArray s) a (ST s)) => [a] -> Int -> a 

Se podría simplificar de la siguiente manera:

-- accumST :: forall a. (IArray UArray a, Num a) => [a] -> Int -> a 
accumST :: forall a. (IArray UArray a, Num a) => [a] -> Int -> a 
accumST vals = (!) . runSTArray $ do 
    arr <- newArray (0, length vals) 0 :: (Num a) => ST s (STArray s Int a) 
    accumST_inner vals arr 

accumST_inner vals arr = do 
    forM_ (zip vals [1 .. length vals]) $ \(val, i) -> 
    readArray arr (i - 1) 
    >>= writeArray arr i . (+ val) 
    return arr 

accumSTFloat vals = (!) . runSTUArray $ do 
    arr <- newArray (0, length vals) 0 :: ST s (STUArray s Int Float) 
    accumST_inner vals arr 

accumSTDouble vals = (!) . runSTUArray $ do 
    arr <- newArray (0, length vals) 0 :: ST s (STUArray s Int Double) 
    accumST_inner vals arr 

{-# RULES "accumST/Float" accumST = accumSTFloat #-} 
{-# RULES "accumST/Double" accumST = accumSTDouble #-} 

Answer 2

Así que aquí está la solución alternativa que voy a usar por ahora - la creación de una nueva clase de tipos para los tipos para los cuales (forall s. MArray (STUArray s) a (ST s)):

class IArray UArray a => Unboxed a where 
    newSTUArray :: Ix i => (i, i) -> a -> ST s (STUArray s i a) 
    readSTUArray :: Ix i => STUArray s i a -> i -> ST s a 
    writeSTUArray :: Ix i => STUArray s i a -> i -> a -> ST s() 

instance Unboxed Float where 
    newSTUArray = newArray 
    readSTUArray = readArray 
    writeSTUArray = writeArray 

instance Unboxed Double where 
    newSTUArray = newArray 
    readSTUArray = readArray 
    writeSTUArray = writeArray 

Aunque no estoy totalmente satisfecho con esta, lo prefiero en reglas porque:

• reglas dependen de optimizaciones
• reglas no se supone realmente para cambiar el algoritmo (?). donde en este caso lo harían como matrices en caja tienen un comportamiento muy diferente con respecto a la pereza, etc.