haskell 在處理復雜的程序流程時有多懶惰

Question

我想知道 Haskell 有多聰明/懶惰。 我能否始終確定 Haskell 只會執行生成某個 output 所需的操作？

Answer 1

不。

Haskell 為其核心類 lambda 演算指定了指稱語義，您可以依賴該語義。 此外，還有一個元理論證明，一個特定的歸約順序——俗稱“惰性求值”——實現了這種語義； 很多人將其用作 Haskell 程序行為方式的心理 model。

Haskell 程序可能最終評估超出必要的兩種方式：

• Haskell 實現可以選擇評估更多。 GHC 在大部分地方都使用惰性求值，但我相信在某些情況下它會使用其他求值順序來提高效率。 您還可以查看Eager Haskell項目，它正在嘗試使用另一種實現策略； 或者，原則上，實現將有權選擇推測性地將某些計算分叉到另一個線程（然后在不需要時丟棄結果）。

• 指定的指稱語義可能需要比“必要”更多的評估。 例如，偶爾會絆倒初學者的一個：

   primes:: [Int] primes = 2: filter prime [3,5..] prime:: Int -> Bool prime x = and [x `mod` p /= 0 | p <- primes, p < x]

  在檢查3是否應該在列表primes中時，實際上沒有必要檢查超過2的primes的任何元素，因為該序列是嚴格單調遞增的。 但是 Haskell 不夠聰明（不嘗試）來注意到這一點； 它將 go 直接嘗試檢查primes的 rest 並最終進入無限循環，而不是給出素數列表。

  一個更小的例子：你可以認為x && False總是False ，但x通常會被評估，因為語義表明如果x是，這應該是一個無限循環。 （對比False && x ，這通常不會導致評估x 。）

也就是說，當您說“復雜結構”時，想到的一件事是：即使使用我定義的自定義數據類型， Haskell 也會做懶惰的事情嗎？ 也就是說，像 hash 映射和平衡樹和 kd 樹等復雜結構會被延遲處理嗎？ 答案是肯定的； 除了IO之外， Prelude中的任何類型都沒有什么特別之處。 列表、布爾值、 Maybe等是惰性的，不是因為編譯器知道關於它們的特殊信息，而是因為 Haskell 指定的縮減規則及其作為類型的聲明。

當然，有一些方法可以選擇退出懶惰。 您將在 Hackage 上看到的一些結構以各種方式做到這一點； 但別擔心，通常這會在他們的文檔中聲明。