Question

我试图了解如何在计算表达式中调用正确的递归函数，并且不会出现堆栈溢出异常。据我所知，这是一个众所周知的问题，但仍然无法掌握这个概念。也许有人对此有简单的解释或例子。

这是我的例子我希望跟踪构建器具有类似于seq的行为，但不使用seq monad而不是其他一些，例如option，并且仅返回来自递归循环的最新非None值。有可能吗？

这只是示例，代码将无限运行，但不应该是stackowerflow异常

我理解Combine方法中堆栈溢出的问题，代码只是在递归循环中调用f（）函数，我想避免这种情况并使make 这个调用尾递归，即代码应该在常规循环中编译。

type TraceBuilder() = 

    member __.Bind (m: int Option, f: int -> int Option) : int Option =
         match m with
         | Some(v) -> f v
         | None -> None

    member this.Yield(x) = Some x

    member this.YieldFrom(x) = x

    member __.Delay(f) = f

    member __.Run(f) = f()

    member __.Combine (a, f) = 
        match a with
        | Some _ -> a    
        | None -> f()    

let trace = new TraceBuilder()

let rec iterRec (xopt: int Option) = 
    trace {        
        yield! None
        let! x = xopt        
        yield! iterRec(Some(x + 1))
    }


[<EntryPoint>]
let main argv = 
    let x = iterRec(Some(0))
    //x = startFrom(0) |> Seq.take(5000) |> Seq.toList  |> ignore
    printfn "%A" x

comp中的思维代码表达式应该编译

let iterRec xopt = 
    combine (None, (fun () ->
              bind(xopt, fun x -> iterRec(Some(x+ 1)))

看起来在这种情况下iterRec调用不是尾递归，所以为什么stackoveflow，是否有可能实现这个逻辑尾递归？

阅读这些链接，仍然无法找到解决方案：

(How) can I make this monadic bind tail-recursive?

这里建议如何使用FsControl lib解决问题，但是可以使用常规计算表达式解决问题吗？

Recursive functions in computation expressions

Avoiding stack overflow (with F# infinite sequences of sequences)

https://fsharpforfunandprofit.com/posts/computation-expressions-builder-part5/

Answer 1

我删除了部分代码，我觉得这个代码不是必需的。请注意，我发现您的Combine定义令人困惑。它可能很可爱，但它会完全让我失望，因为Combine应该与Bind类似，因为两个操作被链接在一起。您的Combine操作通常是OrElse操作。

无论如何：

module Trace =
  let treturn a = Some a
  let tbind a b =
      match a with
      | Some(v)  -> b v
      | None     -> None
  let (>>=) a b = tbind a b

open Trace

// Will throw on Debug (and most likely Mono)
let rec iterRec xopt l =
  xopt >>= fun x -> if x < l then iterRec(Some(x + 1)) l else Some x

[<EntryPoint>]
let main argv =
  let x = iterRec_(Some(0)) 100000
  printfn "%A" x
  0

iterRec会在调试中抛出StackOverflowException，并且无法识别.tail属性的抖动。

通过查看iterRec反汇编（例如，使用ILSpy）来理解发生的事情会更容易一些。

iterRec等于：

public static FSharpOption<int> iterRec(FSharpOption<int> xopt, int l)
{
  return Program.Trace.tbind<int, int>(xopt, new Program.iterRec@13(l));
}


internal class iterRec@13 : FSharpFunc<int, FSharpOption<int>>
{
  public int l;

  internal iterRec@13(int l)
  {
    this.l = l;
  }

  public override FSharpOption<int> Invoke(int x)
  {
    if (x < this.l)
    {
      return Program.iterRec(FSharpOption<int>.Some(x + 1), this.l);
    }
    return FSharpOption<int>.Some(x);
  }
}

这两个函数是相互递归的，但在Release构建时，.tail属性有助于Jitter避免增长堆栈。

在反汇编为.tail时会看到IL属性。

IL_0008: tail.
IL_000a: call class [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.FSharpOption`1<!!1> Program/Trace::tbind<int32, int32>(class [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.FSharpOption`1<!!0>, class [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.FSharpFunc`2<!!0, class [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.FSharpOption`1<!!1>>)

不幸的是，不是所有的Jitters都关心.tail这就是为什么我依赖它并且会将iterRec重写为F#能够解压缩的尾递归函数的原因：

let rec iterRec_ xopt l =
  // This F# unpacks into a while loop
  let rec loop xo =
    match xo with
    | Some x  -> if x < l then loop(Some(x + 1)) else xo
    | None    -> None
  loop xopt

在ILSpy中检查此功能：

internal static FSharpOption<int> loop@17(int l, FSharpOption<int> xo)
{
  while (xo != null)
  {
    FSharpOption<int> fSharpOption = xo;
    int x = fSharpOption.Value;
    if (x >= l)
    {
      return xo;
    }
    int arg_1E_0 = l;
    xo = FSharpOption<int>.Some(x + 1);
    l = arg_1E_0;
  }
  return null;
}

不再递归此函数将在Debug抖动以及mono上正常执行。

另一种方法是实现一个trampoline模式来交换堆空间的堆空间。

计算表达式中的F＃递归绑定和尾递归

1 个答案: