使用状态单子中的镜头访问数组元素

Question

如果值类型不是单子，使用 lens 在状态单子内访问数组元素的推荐方式是什么？

以下代码将无法编译，因为 lens 不知道如何处理给定索引 i 处没有元素的情况。

type MyArray = Array Int Char
-- accessElemInStateWrong :: Int -> State MyArray Char
-- accessElemInStateWrong i = use $ ix i

通过将Control.Monad.State.Class中的gets与Control.Lens.Fold中的preview结合使用，可以实现一个工作版本。

accessElemInState :: Int -> State MyArray (Maybe Char)
accessElemInState i = gets $ preview $ ix i

这很好运作。然而，鉴于lens定义的丰富函数和运算符，我惊讶地发现似乎没有特别针对此情况的函数。

因此，我的问题是：lens是否定义了类似于gets . preview的函数？如果没有，实现accessElementInState的推荐方法是什么？

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我提出这个问题的原因是因为lens在状态单子之外定义了一个特殊的运算符。虽然以下代码由于相同的原因无法编译。

-- accessElemWrong :: Int -> MyArray -> Char
-- accessElemWrong i a = a ^. ix i

我们可以使用操作符(^?)将结果包装在Maybe中并进行安全查找。

accessElem :: Int -> MyArray -> Maybe Char
accessElem i a = a ^? ix i

- Lemming

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我很好奇：为什么 use $ ix i 不起作用？错误信息是什么？ - Joachim Breitner

@JoachimBreitner 错误信息是 Char 没有 Monoid 实例。如果元素类型是一个 Monoid 并且我们试图访问一个缺失的元素，那么 lens 将返回 mempty。然而，由于 Char 没有 Monoid 实例，因此 lens 不知道在这种情况下该怎么做。 - Lemming

Answer 1

有一个名为preuse的函数，听起来正是您需要的：

accessElemInState :: Int -> State MyArray (Maybe Char)
accessElemInState i = preuse $ ix i

-- or
accessElemInState = preuse . ix

- Ian Henry

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谢谢，这确实是我正在寻找的。你有什么提示可以帮助我找到类似的东西吗？我觉得镜头的文档非常难以使用，并不知道在hoogle上搜索什么类型。 - Lemming

@Lemming 对我来说，Hoogle 搜索 lens 真的很难。但是如果你在 repl 中执行类似 :t gets . preview 的操作并插入，通常可以得到结果。总的来说，pre 可以让你将接受镜头（如 use 或 view）的函数转换为接受棱镜的函数。例如，preview = view . pre，preuse = use . pre 等等。如果你学会了这门语言——文字游戏——你就能更好地预测出其中的内容。（我还不太擅长这个。） - Ian Henry

谢谢提示。事实证明，这在www.haskell.org/hoogle上没有产生任何结果。然而，由于有了nix，我可以很容易地制作自己的hoogle：nix-shell -p 'haskell.packages.ghc7102.ghcWithHoogle (pkgs: with pkgs; [ lens ])'，如果我在里面搜索Getting (First a) s a -> m (Maybe a)，那么它会输出preuse作为第一个结果。 - Lemming

如果你添加了+lens，它似乎在vanilla Hoogle上能够正常工作。 - Ian Henry

我之前不知道那个功能。谢谢！ - Lemming