Question

我正在努力深入了解Haskell中的懒惰。

我今天想象的是以下片段：

data Image = Image { name :: String, pixels :: String }

image :: String -> IO Image
image path = Image path <$> readFile path

这里的吸引力是我可以简单地创建一个Image实例并传递它;如果我需要图像数据，它将被懒惰地读取 - 如果不是，将避免读取文件的时间和内存成本：

 main = do
   image <- image "file"
   putStrLn $ length $ pixels image

但它是如何实际运作的？懒惰如何与IO兼容？无论我是否访问pixels image，还是运行时都会调用readFile，如果我从未引用它，那么运行时是否会重新评估thunk？

如果确实懒惰地读取了图像，那么I / O操作是否可能无序发生？例如，如果在调用image后立即删除文件怎么办？现在，putStrLn调用在尝试读取时将找不到任何内容。

Answer 1

懒惰如何与I / O兼容？

简短回答：不是。

长答案：IO行动是严格按顺序排列的，原因很多就是你想到的。当然，对结果进行的任何纯计算都可能是懒惰的;例如，如果您读入文件，进行一些处理，然后打印出一些结果，则可能不会评估输出不需要的任何处理。但是，整个文件将被读取，甚至是您从不使用的部分。如果你想要懒惰的I / O，你有两个选择：

滚动您自己的显式延迟加载例程，就像您在任何严格的语言中一样。似乎令人讨厌，被授予，但另一方面，Haskell制作了一个严格的，严格的命令式语言。如果您想尝试新的有趣的事情，请尝试查看Iteratees。
作弊骗子作弊。函数such as hGetContents将为您执行惰性，按需I / O，无需提问。有什么收获？它（技术上）打破了参考透明度。纯代码可以间接导致副作用，如果您的代码真的错综复杂，可能会发生涉及副作用排序的有趣事情。 hGetContents和朋友已经实施了using unsafeInterleaveIO，这正是它在锡上所说的。与使用unsafePerformIO相比，它在你的脸上不太可能爆炸，但请注意自己警告。

Answer 2

懒惰的I / O打破了Haskell的纯度。 readFile的结果确实是根据需要懒散地产生的。 I / O操作发生的顺序不固定，所以是的，它们可能“乱序”。在拉动像素之前删除文件的问题是真实的。简而言之，懒惰的I / O非常方便，但它是一种边缘非常锋利的工具。

关于真实世界哈斯克尔的书有一个lengthy treatment of lazy I/O，并且讨论了一些陷阱。