Haskell中的WHNF减少是否发生在编译时？

Question

AFAIU由Haskell compiler生成的目标文件应该是机器代码。 那么该目标文件是否具有原始AST的表示并在运行时减少它，或者这种减少是在编译时发生的，并且只有最终的WHNF值被转换为相应的机器代码。

我理解后者的编译时间是程序本身时间复杂度的函数，我认为不太可能。

有人可以清楚地解释运行时会发生什么以及在Haskell (GHC)的情况下编译时会发生什么？

Answer 1

编译器可以在运行时执行其所有减少的工作。 也就是说，生成的可执行文件可以具有（大）数据部分，其中整个程序AST被编码，以及（小）文本/代码部分具有在AST上操作的通用WHNF缩减器。

请注意，上述方法适用于任何语言。 例如，Python编译器也可以生成包含AST数据和通用reducer的可执行文件。 reducer将遵循语言的所谓小步语义 ，这是计算机科学中更为人熟知的概念（更具体地说，在编程语言理论中）。

但是，这种方法的表现会很差。

编程语言的研究人员致力于寻找更好的方法，从而导致抽象机器的定义。 本质上，抽象机是用于在较低级别设置中运行高级程序的算法。 通常，它利用一些数据结构（例如堆栈）来使过程更有效。 对于Haskell等函数式语言，众所周知的抽象机器包括：

• 分类抽象机 （Caml最初使用它，我认为）
• Krivine机器
• SECD
• Spineless无标签G机 （GHC使用这个）

问题本身远非微不足道。 已经有，并且我认为仍有研究使WHNF降低效率更高。

在GHC编译之后，每个Haskell定义都成为一系列汇编指令，它们操纵STG机器的状态。 周围没有AST，只有操作数据/闭包等的代码。

可以说，使用这些先进技术来提高性能以及大量优化是非常重要的。 然而，一个消极的后果是，很难理解原始代码的结果代码的性能，因为需要考虑抽象机器的工作方式（这是非常重要的）和优化（非常复杂）如今）。 在较小程度上，这也是大量优化C或C ++编译器的情况，在这种情况下，更难以了解何时触发优化。

最终，有经验的程序员（在Haskell，C，C ++或其他任何方面）将会理解其编译器的基本优化，以及正在使用的抽象机器的基本机制。 但是，我认为这不是一件容易掌握的事情。

在这个问题中，提到WHNF减少可以在编译时执行。 这只是部分正确，因为直到运行时才能知道源自IO动作的变量的值，因此减少只能在涉及这些值的运行时发生。 此外，执行减少也会使性能变差！ 例如

let x = complex computation in x + x
-- vs
complex computation + complex computation

后者是减少前者的结果，但它重复了工作！ 实际上，大多数抽象机器都使用惰性约简方法，这使得x在这种情况下只能计算一次。