Question

我目前正在学习Haskell，有一件事令我感到困惑：

当我构建一个复杂的表达式（其计算需要一些时间）并且该表达式是常量（意味着它只是已知的硬编码值的构建）时，表达式不会在编译时进行求值。

来自C / C ++背景我习惯于这种优化。

在Haskell / GHC中 NOT 执行此类优化（默认情况下）的原因是什么？有什么好处，如果有的话？

data Tree a =
   EmptyTree
 | Node a (Tree a) (Tree a)
 deriving (Show, Read, Eq)

elementToTree :: a -> Tree a
elementToTree x = Node x EmptyTree EmptyTree

treeInsert :: (Ord a) => a -> Tree a -> Tree a
treeInsert x EmptyTree = elementToTree x
treeInsert x (Node a left right)
  | x == a = Node x left right
  | x < a  = Node a (treeInsert x left) right
  | x > a  = Node a left (treeInsert x right)

treeFromList :: (Ord a) => [a] -> Tree a
treeFromList []     = EmptyTree
treeFromList (x:xs) = treeInsert x (treeFromList xs)

treeElem :: (Ord a) => a -> Tree a -> Bool
treeElem x EmptyTree = False
treeElem x (Node a left right)
  | x == a = True
  | x < a  = treeElem x left
  | x > a  = treeElem x right

main = do
  let tree = treeFromList [0..90000]
  putStrLn $ show (treeElem 3 tree)

因为这将总是打印True我希望编译的程序打印并退出几乎立即。

Answer 1

您可能会喜欢this reddit thread。编译器可以尝试这样做，但它可能是危险的，因为任何类型的常量都可以做有趣的事情，比如循环。至少有两种解决方案：一种是超级编译，但尚未作为任何编译器的一部分提供，但您可以尝试各种研究人员的原型;更实际的是使用Template Haskell，这是GHC的机制，让程序员要求在编译时运行一些代码。

Answer 2

您正在谈论的过程称为超级编译，它比您实现的难度更大。它实际上是计算科学中活跃的研究课题之一！有些人试图为Haskell创建这样的超级编译器（可能基于GHC，我的记忆模糊）但GHC中还没有包含该功能，因为维护人员希望缩短编译时间。你提到C ++是一种可以做到这一点的语言--C ++也恰好有很糟糕的编译时间！

您对Haskell的替代方法是使用Template Haskell手动执行此优化，这是Haskells编译时评估的宏系统。

Answer 3

在这种情况下，GHC无法确定计算是否完成。这不是懒惰与严格的问题，而是停滞问题。对你来说，看起来treeFromlist [0..90000]是一个可以在编译时计算的常量看起来很简单，但编译器如何知道这一点？编译器可以轻松地将[0..90000]优化为常量，但您甚至不会注意到这种变化。

为什么（常量）表达式在Haskell中没有在编译时计算？

3 个答案: