了解Haskell的`map`-堆还是堆？

Question

赋予以下功能：

f :: [String]
f = map integerToWord [1..999999999]

integerToWord :: Integer -> String

让我们忽略实现。 这是一个示例输出：

ghci> integerToWord 123999
"onehundredtwentythreethousandandninehundredninetynine"

当我执行f ，是否将所有结果（即f(0) through f(999999999)存储在堆栈或堆中？

注意 -我假设Haskell具有堆栈和堆。

运行此功能约1分钟后，我看不到RAM从其原始用法增加。

Answer 1

准确地说-当您“仅执行” f ，除非您以某种方式使用其结果，否则不会对其进行评估。 而当您这样做时，它会根据满足呼叫者要求的要求进行存储。

在此示例中-它不会存储在任何地方：函数将应用到每个数字，结果将输出到您的终端并被丢弃。 因此，在给定的时间，您仅分配足够的内存来存储当前值和结果（这是一个近似值，但对于这种情况，它足够精确）。

参考文献：

Answer 2

第一：要分开头发，以下答案适用于GHC。 不同的Haskell编译器可能会以不同的方式实现事物。

确实有一个堆和一个堆栈。 几乎所有东西都放在堆上，几乎没有东西放在堆栈上。

例如，考虑以下表达式

let x = foo 17 in ...

假设优化器不会将其转换为完全不同的东西。 对foo的调用根本没有出现在堆栈上； 相反，我们在堆上创建一个注释，说我们需要在某个时候执行foo 17 ，并且x成为指向此注释的指针。

因此，回答您的问题：调用f ，将在堆上存储一条注释，指出“我们需要在某天执行map integerToWord [1..999999999] ”，并获得指向该指针的指针。 接下来会发生什么取决于你与结果做什么。

例如，如果尝试打印整个内容，则可以，每次调用f的结果都将出现在堆上。 在任何给定的时刻，堆栈上都只有一个对f的调用。

另外，如果您只是尝试访问结果的第8个元素，则堆中会出现一堆“有朝一日打电话给f 5 ”的音符，加上f 8的结果，再加上其余列表的音符。

顺便说一句，那里有一个程序包（“ vacuum”？），它可以让您打印出要执行的实际对象图。 您可能会发现它很有趣。

Answer 3

GHC程序使用堆栈和堆...但是它根本不像您熟悉的急切语言堆栈计算机那样工作。 其他人将不得不解释这一点，因为我不能。

回答您的问题的另一个挑战是，GHC使用以下两种技术：

Haskell中的惰性求值意味着（作为默认规则）仅在需要它们的值时才对表达式进行求值，即使这样，它们也可能仅被部分求值-仅够解决需要该值的模式匹配所需的程度。 因此，如果不知道要求其值的内容，就无法说出map示例的功能。

列表融合是GHC中内置的一组重写规则，可识别许多情况，其中“好”列表生产者的输出仅被消耗为“好”列表消费者的输入。 在这些情况下，Haskell可以将生产者和消费者融合到一个对象代码循环中，而无需分配列表单元。

在您的情况下：

但是，如果您编译（使用-O ）一个仅打印该代码结果的程序，则GHC有很大的机会消除大部分或所有列表单元分配。 在这种情况下，该列表根本不会作为数据结构存在于内存中-编译器将生成目标代码，其功能大致与此相同：

for (int i = 1; i <= 999999999; i++) {
    print(integerToWord(i));
}