具有頭部功能的Haskell懶惰問題

Question

信息：

在文檔和教程中，它說：默認情況下，“ Haskell很懶”。

他們沒有解釋有關細節，我想知道。

現在我知道如果我寫：

filter odd [1, 2, 3]

在結果顯示或在表達式中使用之前，它不會過濾結果。

我對此有兩個問題：

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head功能懶惰嗎？

如果不是，那為什么不偷懶呢？

如果很懶，Haskell編譯器如何知道何時執行該函數？

我舉一個例子：

f a b = head a + head b

f [2, 3] [4, 5]

在這種情況下，從我的角度來看，頭部將不會返回2 + 4。

它將返回某些類型或函數，稍后將在需要時執行。 （如果我在某個地方弄錯了，請糾正我）。

所以我的建議是，當Haskell看到類似“ +”的操作時，它將計算結果。

但這變得更加復雜，因為對於整數，我想如果我寫3 + 5話，它也可以是惰性的。

我懷疑在懶惰的表達式開始計算時是否存在帶有函數的列表，因為很難編寫所有變體。

最后：

f head [1, 2]

可以說，在f函數中，我打印傳遞的變量的類型。

現在，Haskell將如何知道應該傳遞Int 1還是惰性表達式？

謝謝

Answer 1

我認為這里有些混亂，因為有時在兩種不同的情況下使用“懶惰”一詞。

• 懶惰的語義（與渴望的語義相對）
• 惰性函數（實際上應稱為非嚴格函數）

關於懶惰與渴望的語義：考慮以下表達式

(\x -> 42) (error "urk!")

當對以上進行評估時，結果是什么？

根據熱切的語義，我們在調用函數之前先評估參數。 結果將是運行時錯誤。

根據惰性語義，我們立即調用該函數。 該過程可以在操作上和符號上理解如下。

從操作上講 ，它傳遞了thunk ，它是一個對象，它描述尚未評估的參數，並且在需要參數x時將“強制”（評估）該對象。 我們可以假裝x指向未error "urk!"表達式error "urk!" ，將在需要x時進行評估。

從符號上講，我們使用數學技巧：我們使用稱為“底部”的特殊值來表示錯誤，並稱該error "urk!" 具有這樣的最低價值。 然后，我們簡單地假裝可以傳遞這個非凡的價值。 在上面的函數調用中， x將綁定到“底部”，就好像它是一個正常值一樣。 可以說這很簡單，因為我們不需要關注表達式的求值方式，而只需關注底部的傳播方式。

更准確地說，我們讓“底部”代表運行時錯誤和非終止（無限遞歸），這兩者都使程序擺脫了返回實際結果的麻煩。

例如，我們有一個if bottom then .. else .. ，那if bottom then .. else ..總會產生底部。 同樣適用於bottom + 4 （即bottom）。 再次， case bottom of SomeConstructor -> ...; ... case bottom of SomeConstructor -> ...; ...是最下面的（嗯，除了newtypes ，但是我們忽略它）。 相反f bottom可能會或可能不會按照什么是底部f做：如果它需要的參數，其結果將是底部。

關於惰性（非嚴格）功能。 如果f bottom是bottom，則有時將函數f稱為“惰性”（或更恰當地說，是非嚴格的）。

例如：

f x = x+1  -- strict / non lazy
f x = 5    -- non strict / lazy
head xs = case xs of   -- strict / non lazy
   [] -> error "head: empty list"
   (x:xs) -> x
g x = (x,True)   -- non strict / lazy

因此，因為head bottom是作為case bottom of ...底部，所以head不懶惰。 在操作上，由於head在產生結果之前要求其論點，因此它是嚴格/非惰性的。

關於g ：惰性語義的主要特征是像對構造函數(,)這樣的data構造函數本質上是惰性的。 也就是說(bottom, 4)與bottom不同：即使第一對分量是“錯誤”值snd (bottom, 4) = 4也可以使snd (bottom, 4) = 4 。

因此， g bottom = (bottom, True)不是底部，我們可以應用snd提取True而不觸發錯誤。

Answer 2

head功能懶惰嗎？

是的，Haskell在默認情況下會延遲評估。

如果很懶，Haskell編譯器如何知道何時執行該函數？

當需要該值時，將對函數進行評估-據我了解，最終會在您以某種方式涉及IO時發生。

在這種情況下，從我的角度來看，頭部將不會返回2 + 4。

正確，返回的“值”是所謂的thunk ，這是尚未求值的表達式的另一個名稱。 什么意思 是head a + head b 。

懶惰評估規則的主要例外是IO ，它很受評估。 因此，如果您想打印調用f [2, 3] [4, 5] ，那么將對足夠多的表達式求值以產生要打印的結果。

如果需要，有一些方法可以強制更早進行評估，例如通過使用seq 。 這有時可能很重要，因為這些重擊可能會變大。