Question

作为一种纯函数式编程语言，Haskell密集使用递归。 Haskell中是否出现堆栈溢出错误，就像在Java中一样？为什么，或为什么不呢？

Answer 1

由于懒惰，Haskell使用不同于Java的堆栈。

在Java中，在调用方法时会创建堆栈帧，并在方法返回时释放。因此，如果f()是一个递归方法，则每次递归调用f()都会生成一个堆栈帧，并且这些帧是严格嵌套的。当你有一连串递归调用时，你可以获得堆栈溢出，例如f() -> f() -> f() -> …。

而在Haskell中，在调用函数时会创建 thunk 。当使用模式匹配（例如case）强制thunk时创建堆栈帧，并且当thunk的评估完全足以返回值（可能包含更多未评估的thunk）时释放堆栈帧。

因此，如果f是递归函数，则每次调用f都会生成一个thunk，并且case会在结果上生成一个堆栈帧，但这些帧是当thunk之间存在依赖关系时，只嵌套。事实上，这就是seq原语的作用：a `seq` b表示“在a之前评估b，返回b”，但您也可以想到它在b上添加a的依赖关系，因此在评估b时，a也会被强制使用。

当您有一个 thunks 的深链来评估时，您可以获得堆栈溢出，例如在过于懒惰的foldl函数中：

foldl (+) 0 [1..5]
==
foldl (+) 0 (1 : 2 : 3 : 4 : 5 : [])
==
((((0 + 1) + 2) + 3) + 4) + 5

这会产生一系列像这样的thunk：

当我们强制执行结果时（例如，通过打印它），我们需要一直向下移动此链，以便能够<{>>开始评估它，(+) 0 1咚。

因此foldl经常会为大输入产生堆栈溢出，这就是为什么在需要左关联折叠时大多数时候应该使用foldl'（严格）。 foldl'不是构建嵌套thunk的链，而是立即评估中间结果（0+1 = 1，1+2 = 3，3+3 = 6，...）。

Answer 2

在Haskell中不会发生堆栈溢出，就像在Java等中一样，因为评估和函数调用的发生方式不同。

在Java和C以及其他类似语言中，函数调用是使用调用堆栈实现的。当你调用一个函数时，所有函数的局部变量都被分配到一个调用堆栈中，当函数完成时，该函数会从堆栈中弹出。嵌套调用太多，调用堆栈将溢出。

在Haskell中，函数调用的工作原理并不一定。在大多数编译器中，如GHC，Haskell函数调用不使用调用堆栈实现。它们是使用完全不同的进程实现的，使用堆上的thunk分配。

因此，大多数haskell实现首先没有为函数调用实现调用堆栈，因此堆栈溢出的想法是非敏感的。这就像谈论在更衣室里只有淋浴的浴缸溢出来。

（GHC确实使用调用堆栈进行thunk评估，但不使用函数调用。因此，堆栈溢出可能与Java，C等堆栈溢出完全不同且无关。）

Haskell中是否发生堆栈溢出错误？

2 个答案: