更新 Haskell 中的外部变量

Question

从某种意义上说，Haskell 是一种纯粹的函数式语言，当然，惯用代码试图尽可能合理地函数式。同时，Haskell 确实支持对其他语言中熟悉的一些命令式模式的相当直接的翻译，例如http://learnyouahaskell.com/a-fistful-of-monads#do-notation

（我知道，从某种意义上说，do 表示法“确实”仍然有效；这里的要点是，它允许相当直接地翻译一些命令式设计模式。）

我感兴趣的一种模式是函数需要更新外部变量，即存在于与其他代码共享的外部作用域中的变量。这可以用 Python 简单地演示：

def three():
    n = 0

    def inc():
        nonlocal n
        n += 1

    inc()
    inc()
    inc()
    return n

是否有可能通过某种 do 表示法的变体或其他方式在 Haskell 中实现上述设计模式？如果是这样，怎么办？

为了明确这个问题的范围：

我不是问在 Haskell 中解决上述问题的最佳方法是什么。显然，答案是three = 3。这只是一个例子。

我不是在问上面的设计模式是好还是坏。显然，这是一个见仁见智的问题。

我并不是问在编写 Haskell 时应该如何努力避免使用命令式设计模式。显然，这也是一个意见问题。

我只是想问上面的设计模式是否可以在Haskell中实现，如果可以，如何实现。

Answer 1

在 Haskell 中，您所要做的就是在外部作用域中创建可变变量（实际上是对其的引用）并在内部作用域中使用它。

这里我使用ST smonad 来说明原理，但是您可以使用IO许多其他类型的引用来执行相同的操作。

import Control.Monad.ST
import Data.STRef

three :: ST s Int
three = do
   n <- newSTRef 0
   let inc = modifySTRef' n (+1)
   inc
   inc
   inc
   readSTRef n

main :: IO ()
main = print (runST three)   -- output: 3

请注意，在一般情况下，inc可能是一个do大块，可能在其范围内创建新引用（新局部变量），并具有自己的内部块。与 Python 中一样，作用域的嵌套没有限制。