unboxed类型和严格性之间的关系是什么？

Question

未装箱的类型，如Int#和严格的功能，如f (!x) = ...，是不同的，但我看到概念上的相似性 - 他们在某种程度上不允许暴力/懒惰。如果Haskell是像Ocaml这样的严格语言，那么每个函数都是严格的，并且每个类型都是未装箱的。未装箱的类型与强制执行之间的关系是什么？

Answer 1

未装箱与装箱数据

为了支持parametric polymorphism和laziness，默认情况下，Haskell数据类型统一表示为closure上the heap的指针，其结构如下：

这些是“盒装”值。 unboxed 对象由值本身直接表示，没有任何间接或闭包。 <{1}}已装箱，但Int已取消装箱。

延迟值需要一个盒装表示。严格的值不会：它们既可以表示为堆上的完全计算闭包，也可以表示为原始的未装箱结构。请注意，pointer tagging是我们可以在盒装对象上使用的优化，用于在指向闭包的指针中编码构造函数。

与严格的关系

通常，未装箱的值是由功能语言编译器以临时方式生成的。然而，在Haskell中，unboxed values是特殊的。它们：

1. 他们有不同的种类，Int#;
2. 只能在特殊场所使用;和
3. 它们未被提升，因此不表示为指向堆值的指针。

因为他们没有举起，所以他们必须严格。懒惰的表现是不可能的。

因此，特定的未装箱类型，如#，Int#，在机器上实际上只表示为double或int（用C表示法）。

严格性分析

另外，GHC执行strictness analysis常规Haskell类型。如果发现值的使用是严格的 - 即它永远不会'未定义' - 优化器可能会将常规类型的所有用法（例如Double#）替换为未装箱的（Int），因为它知道Int#的使用始终是严格的，因此用更有效（并且始终严格）的Int类型替换是安全的。

我们当然可以有没有未装箱类型的严格类型，例如，元素严格的多态列表：

Int#

在其元素中是严格的，但不会将它们表示为未装箱的值。

这也指出了你对严格语言like OCaml的错误。他们仍然需要支持多态，因此要么提供统一的表示，要么将数据类型和函数专门化为每种类型。 GHC默认使用统一表示，OCaml也是如此，尽管GHC现在也可以specialize types and functions（就像C ++模板一样）。

Answer 2

未装箱的类型必须严格，但并非所有严格的值都必须取消装箱。

data Foo a = Foo !a !a

有两个严格的字段

data Bar a = Bar {-# UNPACK #-} !Int !a

有两个严格的字段，但第一个字段是未装箱的。

最终，未装箱的类型（必然）严格的原因是没有地方存储thunk，因为它们只是平坦，愚蠢的数据。

Answer 3

任何类型的参数都可以“严格”，但唯一具有相应盒装类型的未装箱类型是Char#，Int#，Word#，Double#和{ {1}}。

如果您了解像C这样的低级语言，则更容易解释。未装箱的类型就像Float#，int等，盒装类型就像double，int*等。当你有double*时，你已经知道它在位模式中表示的整个值，因此，它不是懒惰的。它也必须严格，因为int的所有值都是有效的而不是⊥。

但是，给定int，您可以选择稍后取消引用指针以获取实际值（因此是惰性的），并且可能有无效指针（它包含⊥，即非严格）。 / p>