为什么Haskell不能优化这个？ （在Maybe monad中没有任何东西被不必要地传播。）

Question

让我们从

开始

boom :: Int -> Maybe a -> Maybe a
boom 0 x = x
boom n x = boom (n-1) (x >>= (\y -> Just y))

这是一个简单的函数，只是将>>= Maybe值重复推入一个简单的\y -> Just y函数。

现在，程序

main = do
    let z = boom 10 (Nothing :: Maybe Int)
    putStrLn $ show z

一瞬间跑得很快。但是，程序

main = do
    let z = boom 10000000 (Nothing :: Maybe Int)
    putStrLn $ show z

需要几秒钟才能完成，即使我使用ghc -O进行编译（GHC 7.8.3）。

这意味着Haskell无法对此进行优化。 Nothing被反复推入一个函数，即使它没有必要这样做。

我的问题是，为什么？为什么不能推断Nothing在重复推特中总是以Nothing结尾？换句话说，为什么它不能在第一个Nothing 时立即短路？

Answer 1

你的一个很好的例子是一个慢的函数，因为它是尾递归的。在严格的语言中，尾递归函数通常是首选，因为它们通常会带来更好的性能（在时间和空间上）。在懒惰的尾部递归并不是那么有益。实际上，函数的非尾递归变体是：

boom :: Int -> Maybe a -> Maybe a
boom 0 x = x
boom n x = x >>= (\y -> boom (n-1) (Just y))

当n为x时，上述内容仍会循环Just something次。但是，它将在常量空间中执行此操作，而不像在第二个参数中构建大型thunk的原始代码。更好的是，当x为Nothing时，上述代码将立即返回。

我确实意识到这并没有真正回答你关于“为什么”GHC无法对此进行优化的问题。但希望，它可以表明这些优化非常微妙，并且通常涉及归纳推理。期望编译器对此进行优化可能有点过分。

Answer 2

您需要使用-fforce-recomp

强制重新编译

使用ghc编译并获得1.44秒

使用ghc -O编译并获得1.44秒

使用ghc -O -fforce-recomp编译并获得0.00s到0.04s

请注意

它仍无法与boom maxBound (Nothing :: Maybe Int)

一起使用

你会等很长时间。

Answer 3

因为boom首先展开了n-1。

所以boom 100 x = boom (100-1) ... = boom (100-1-1) ...等...

你可以尝试交换繁荣的论点（但我不确定会改变什么）。