Question

我正在研究一个小型的lambda演算引擎，我希望它像Haskell一样懒惰。我试图，至少就目前而言，坚持Haskell的规则，以便我不必重新思考一切，但我不想盲目地这样做。

我理解Haskell在需要它之前不会评估一个术语。这是我的第一个怀疑。我理解价值是＆＃34;需要＆＃34; when是内置函数的参数（因此在(func x)中，如果x是内置函数并且需要func，则需要(func x)）或因为是函数被调用（因此在(x y)中，如果需要x，则需要(x y)。

我的第二个问题是，说我有这个递归功能：

let st = \x -> (st x)

到目前为止我实现它的方式是，如果我将其称为(st "hi")，则"hi"不会被评估，但会被包含在包含该术语的thunk中范围，将被添加为＆＃34; x＆＃34;到st的范围。然后，再次评估st时，将在x中的(st x)周围创建另一个thunk，其中包含术语x及其范围，其中包含x的另一个定义{1}}，即＆＃34; hi＆＃34;。这样，嵌套的thunk将继续构建，直到我的内存不足为止。

我在GHCI上面测试了我的代码，内存还可以。然后我测试了这个：

let st = \x -> (st (id x))

并在应用程序崩溃之前建立内存。显然，当参数是函数调用时，GHCI（或Haskell？）只使用thunk;在其他每种情况下，它都使用术语的值。这是我可以轻松实现的。

我想到的另一个选项是，在评估函数调用和为参数创建thunk之前，不允许嵌套thunk，评估整个当前作用域以确保没有新的thunk将包含另一个thunk。我认为这仍然应该让我创建无限列表并获得延迟评估的一些（或全部？）好处，甚至可以防止应用程序在调用let st = \x.(st (id x))函数时崩溃。

我确定有很多方法可以实现懒惰评估，但很难弄清楚每种方式的优缺点。是否有一些列表包含最常见的惰性评估实现及其优缺点？而且，Haskell是如何做到的？

Answer 1

这远不是一个完整的答案，但也许它足以取得进展。

首先，功能

let st = \x -> (st x)

将st绑定到lambda。这可能是指向lambda的thunk，或者它可能不是（Haskell Report只指定非严格的评估。如果编译器可以证明早期评估thunk并不会改变程序的语义，那么＆＃ 39;可以自由地这样做;证明源代码中的lambda可以在不改变语义的情况下被评估为WHNF，这是微不足道的。）

无论如何，假设您强制评估st "hi"。应用lambda（beta减少）后，下一步是st "hi"。因此，这种beta减少无休止地循环，但它永远不会创建新数据。也就是说，没有必要在thunk中包装任何东西。因此，虽然它永远循环，但是这个应用程序并没有分配内存。

将此与

进行比较

let st = \x -> (st (id x))

在这里，如果我们beta减少：

st "hi"
st (id "hi")
st (id (id "hi"))
st (id (id (id "hi")))

等。在这里，因为永远不会评估st的参数，它会构建一个包含新id应用程序的无休止的thunk链，从而消耗更多的内存。

我认为您在实施过程中遇到的问题是您正在包装＆＃34; hi＆＃34;在lambda下面。相反，任何产生＆＃34; hi＆＃34;应该创建thunk然后传递，直到它被评估。那么＆＃34;嗨＆＃34;只被包裹一次而不是每一步。

编辑：忘记回答您的第一个问题，但我不能做出比@ leftaroundabout更好的建议来阅读弱头普通表格。关于SO还有其他问题，例如： Haskell: What is Weak Head Normal Form?和Weak head normal form and order of evaluation

懒惰的评价和嵌套的thunk吃掉了记忆

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