Как использовать кошек и государство Monad

Question

Я использовал cats в первый раз, чтобы решить day 1 появления кода, и мне интересно, можно ли улучшить ситуацию.

Учитывая метод update со следующей подписью def update(i: Instruction): PosAndDir => PosAndDir

Я придумал:

val state: State[PosAndDir, List[Unit]] = instructions.map(i => State.modify(update(i))).toList.sequenceU 
val finalState = state.runS(PosAndDir(Pos(0, 0), North)).value 

А также

def update2(i: Instruction): State[PosAndDir, Option[Pos]] = 
    State.modify(update(i)).inspect(pad => if (i == Walk) Some(pad.pos) else None) 
    … 
    val state = instructions.map(update2).toList.sequenceU 
    val positions = state.runA(PosAndDir(Pos(0, 0), North)).value.flatten 

Точнее, вопросы:

1. Почему нам нужно звонить .value (со сказазом, прозрачно)?
2. есть ли способ написать update2 с пониманием, чтобы улучшить читаемость?
3. есть Applicative экземпляр для Seq у кошек (я знаю, что нет в скалясе). ?
4. любая идея улучшить код?

Answer 1

1. кошки определяет State[S, A] как псевдоним для стека безопасного StateT[Eval, S , A] который StateT[Trampoline, S, A] в терминах scalaz, так runS возвращается Eval[A], где value будет работать без StackOverflow даже для очень длинных последовательностей flatMap.

2. Использование некоторых более дополнительный импорт

   import cats.data.{State, StateT} 
   import cats.MonadState 
   import cats.syntax.functorFilter._ 
   import cats.instances.option._ 
   

   и некоторые препараты

   type Walk[x] = StateT[Option, PosAndDir, x] 
   val stateMonad = MonadState[Walk, PosAndDir] 
   
   import stateMonad._ 
   

   вы можете сделать ваши функции выглядеть следующим образом

   def update2(i: Instruction): StateT[Option, PosAndDir, Pos] = 
       for (pad ← get if i == Walk) yield pad.pos 
   

   не то, что это решение не будет работать в 2.12 из-за этого improvement, вы можете заставить его работать с этим обходным решением

   implicit class FunctorWithFilter[F[_] : FunctorFilter, A](fa: F[A]) { 
       def withFilter(f: A ⇒ Boolean) = fa.filter(f) 
   } 
   

3. Там нет ни одного случая для Seq, this answer описывает, почему. Хотя в проекте alleycats есть некоторые не ортодоксальные экземпляры. Я не уверен, нужен ли вам для Applicative[Seq], из вашего кода у вас скорее всего будет Traverse[Seq], или если вы замените sequence на sequence_ даже Foldable[Seq]. Хорошие новости есть в alleycatsFoldable[Iterable], и вот моя попытка определить что-то двойник для Seq например

   implicit val seqInstance = new MonadFilter[Seq] with Traverse[Seq] { 
       def traverse[G[_] : Applicative, A, B](fa: Seq[A])(f: (A) ⇒ G[B]): G[Seq[B]] = 
       fa match { 
        case head +: tail ⇒ f(head).map2(traverse(tail)(f))(_ +: _) 
        case _empty ⇒ Seq.empty[B].pure[G] 
       } 
   
       def foldLeft[A, B](fa: Seq[A], b: B)(f: (B, A) ⇒ B): B = fa.foldLeft(b)(f) 
   
       def foldRight[A, B](fa: Seq[A], lb: Eval[B])(f: (A, Eval[B]) ⇒ Eval[B]): Eval[B] = 
       fa match { 
        case head +: tail ⇒ f(head, foldRight(tail, lb)(f)) 
        case _empty ⇒ lb 
       } 
   
       def pure[A](x: A): Seq[A] = Seq(x) 
   
       def empty[A]: Seq[A] = Seq.empty[A] 
   
       def flatMap[A, B](fa: Seq[A])(f: (A) ⇒ Seq[B]): Seq[B] = fa.flatMap(f) 
   
       def tailRecM[A, B](a: A)(f: (A) ⇒ Seq[Either[A, B]]): Seq[B] = { 
       @tailrec def go(seq: Seq[Either[A, B]]): Seq[B] = 
        if (seq.contains((_: Either[A, B]).isLeft)) 
        go(seq.flatMap { 
         case Left(a) ⇒ f(a) 
         case b ⇒ Seq(b) 
        }) else seq.collect { case Right(b) ⇒ b } 
   
       go(Seq(Left(a))) 
       } 
       override def mapFilter[A, B](fa: Seq[A])(f: (A) ⇒ Option[B]): Seq[B] = 
       fa.flatMap(f(_).toSeq) 
   } 
   

4. не потратили много времени, но вот моя попытка упрощения некоторых частей через Monocle library:

   import cats.{MonadState, Foldable, Functor} 
   import cats.instances.option._ 
   import cats.syntax.foldable._ 
   import cats.syntax.functor._ 
   import cats.syntax.functorFilter._ 
   import monocle.macros.Lenses 
   
   @Lenses 
   case class Pos(x: Int, y: Int) 
   
   sealed abstract class Dir(val cmd: Pos ⇒ Pos) 
   
   case object South extends Dir(Pos.y.modify(_ - 1)) 
   case object North extends Dir(Pos.y.modify(_ + 1)) 
   case object East extends Dir(Pos.x.modify(_ + 1)) 
   case object West extends Dir(Pos.x.modify(_ - 1)) 
   
   @Lenses 
   case class PosAndDir(pos: Pos, dir: Dir) 
   
   val clockwise = Vector(North, East, South, West) 
   val right: Map[Dir, Dir] = clockwise.zip(clockwise.tail :+ clockwise.head).toMap 
   val left: Map[Dir, Dir] = right.map(_.swap) 
   
   sealed abstract class Instruction(val cmd: PosAndDir ⇒ PosAndDir) 
   case object TurnLeft extends Instruction(PosAndDir.dir.modify(left)) 
   case object TurnRight extends Instruction(PosAndDir.dir.modify(right)) 
   case object Walk extends Instruction(pd ⇒ PosAndDir.pos.modify(pd.dir.cmd)(pd)) 
   
   def runInstructions[F[_] : Foldable : Functor](instructions: F[Instruction])(start: PosAndDir): PosAndDir = 
       instructions.map(i => State.modify(i.cmd)).sequence_.runS(start).value