Haskell函数参数力评估

Question

我需要从列表中获取最后n元素，使用O(n)内存，所以我编写了这段代码

take' :: Int -> [Int] -> [Int]
take' n xs = (helper $! (length $! xs) - n + 1) xs
    where helper skip [] = []
          helper skip (x : xs) = if skip == 0 then xs else (helper $! skip - 1) xs

main = print (take' 10 [1 .. 100000])

这段代码需要O(|L|)内存，其中|L| - 是给定列表的长度。

但是当我写这段代码时

take' :: Int -> [Int] -> [Int]
take' n xs = helper  (100000 - n + 1) xs
    where helper skip [] = []
          helper skip (x : xs) = if skip == 0 then xs else (helper $! skip - 1) xs


main = print (take' 10 [1 .. 100000])

这段代码现在只需要O(n)内存（唯一的chage是(helper $! (length $! xs) - n + 1) - > helper (100000 - n + 1) ）

因此，据我所知，Haskell由于某种原因在第一次调用helper之前没有评估length xs ，所以它在skip留下了一个thunk并且haskell必须在每个堆栈帧中保留这个值而不是进行尾递归。 但是在第二段代码中，它会评估(100000 - n + 1)并为helper提供纯值。

所以问题是如何在第一次调用helper之前评估列表的长度，并且只使用O(n)内存。

Answer 1

另一个答案提到成为一个好消费者意味着什么。 您已经发布了两个版本的函数，一个适用于任意长度的列表，但不是一个好的消费者，一个是一个很好的消费者，但假定一个特定的列表长度。 为了完整性，这里有一个功能很好的消费者，适用于任意列表长度：

takeLast n xs = go (drop n xs) xs where
    go (_:xs) (_:ys) = go xs ys
    go _ ys = ys

Answer 2

第二个版本并不真正只占用O （ n ）内存。 无论take'什么take' ：你从一个长度为L的列表开始，并且必须存储在某个地方。

它有效占用O （ n ）内存的原因是该列表仅由一个“好消费者”使用，即helper 。 这样的消费者从头到尾解构清单; 因为在其他任何地方都不需要对头部的引用，垃圾收集器可以立即开始清理那些第一个元素 - 在列表理解之前甚至已经建立了列表的其余部分！

但是，如果在使用helper之前，您会计算该列表的length 。 这已经迫使整个列表成为NF'd ^† ，正如我所说，这不可避免地需要O （ L ）内存。 因为您仍然持有与helper一起使用的引用，所以在这种情况下，垃圾收集器在整个列表在内存之前不能执行任何操作。

所以，它与严格的评估无关。 实际上，实现目标的唯一方法是使其不那么严格（只需要在任何给定时间评估长度为n的子列表）。

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^† _{更确切地说：它强制列表的脊椎为正常形式。 不评估元素，但它仍然是O （ L ）。}