ST參考是否透明？

Question

為什么ST設計為不允許以下代碼，如wikibook所示 ？ 這篇文章似乎暗示如果允許的話， ST效應會泄漏到另一個ST ，但我真的不明白為什么。

似乎我無法運行特定的ST s (STRef sa) 。 ST效果是否包含且引用是否透明，但這種使用仍然被視為無效？

Intuition告訴我， IO和ST語義之間存在差異，因為有一個IO和許多獨立的ST ，但我不確定。

> runST (newSTRef True)

<interactive>:5:8: error:
    • Couldn't match type ‘a’ with ‘STRef s Bool’
        because type variable ‘s’ would escape its scope
      This (rigid, skolem) type variable is bound by
        a type expected by the context:
          forall s. ST s a
        at <interactive>:5:1-21
      Expected type: ST s a
        Actual type: ST s (STRef s Bool)
    • In the first argument of ‘runST’, namely ‘(newSTRef True)’
      In the expression: runST (newSTRef True)
      In an equation for ‘it’: it = runST (newSTRef True)
    • Relevant bindings include it :: a (bound at <interactive>:5:1)

> :t newSTRef
newSTRef :: a -> ST s (STRef s a)

> :t runST
runST :: (forall s. ST s a) -> a

Answer 1

問題標題的答案多於問題本身，但仍然是：

是的，ST是參考透明的。

很長一段時間，這只是猜測和相信，只有今年我們有一個適當的證據：

Monadic封裝狀態的邏輯關系：在runST存在的情況下證明上下文等價
Amin Timany，LéoStefanesco，Morten Krogh-Jespersen，Lars Birkedal
POPL 2018有條件地接受
http://iris-project.org/ 預印PDF

Answer 2

我真的不明白你在問什么，所以我假裝你的問題是：

為什么ST設計為禁止runST (newSTRef True) ？

如果允許，它將不再是引用透明的：

main = do
    let r = runST (newSTRef True)
    evaluate (runST (writeSTRef r False))
    print (runST (readSTRef r))

此代碼將輸出False 。

main = do
    evaluate (runST (writeSTRef (runST (newSTRef True)) False))
    print (runST (readSTRef (runST (newSTRef True))))

此代碼（在每個用戶中內聯r的結果）將輸出True ，因為runST (newSTRef True)每個實例runST (newSTRef True)將分配新的STRef變量。

實際實現runST的方式可確保在ST s操作中分配的所有資源都無法轉義該操作。

IO和ST s之間的區別在於沒有runIO功能。 您可以創建多個獨立的IO操作，但沒有runIO它們runIO （它們只是值）。 實際運行IO操作的唯一方法是將其綁定到main並讓運行時系統選擇它（就像在main包含一個隱式runIO ），因此只有一個IO動作將在程序。

當然，這個單一動作可以通過組合多個較小的動作來組成，但最終它仍然是一個整體。 另一方面， runST允許獨立執行多個ST s動作。