haskell - 共享一个无点函数，但评估两次

Question

我一直在尝试了解 Haskell 中共享计算的工作原理。根据我的理解，无点共享计算应该只评估一次(由 CSE 提供)。

(A) 例如，考虑以下代码及其输出:

*Main> let foo = trace "eval foo" 5 in foo + foo
eval foo
10

*Main> let foo' = \x -> trace "eval foo'" x in (foo' 5) + (foo' 5)
eval foo'
eval foo'
10

正如所料，foo只评估一次(CSE 可能会启动)，而 foo'被懒惰地评估两次。那也行。我使用 GHCi 7.6.3 版尝试了上述操作。接下来，我在 GHCi 版本 8.6.5 中尝试了相同的代码，结果改为:

*Main> let foo = trace "eval foo" 5 in foo + foo
eval foo
eval foo
10

请注意 foo现在被评估两次。

(B) 同样，对于 GHCi，版本 7.6.3:

*Main> let goo = const (trace "eval goo" 5) in goo () + goo ()
eval goo
10

但是，GHCi，版本 8.6.5 评估 goo两次:

*Main> let goo = const (trace "eval goo" 5) in goo () + goo ()
eval goo
eval goo
10

(C) 最后，两个版本对以下结果产生相同的结果:

*Main> let foo_wrapper x = let foo = trace "eval foo" x in foo + foo
*Main> foo_wrapper 5
eval foo
10

我想知道 GHCi-8 中是否默认关闭了某些优化，或者 trace 的副作用力 foo以某种方式被评估两次？还是 GHCi-7 有问题？ GHCi 应该如何处理像 (A) 和 (B) 这样的表达式？

(更新 1)

对于场景 (C)，请考虑 GHCi-8 中的以下运行(主要区别在于 trace 的第二个参数):

*Main> let foo_wrapper x = let foo = trace "eval foo" x in foo + foo 
*Main> foo_wrapper 5
eval foo
10
*Main> :t (foo_wrapper 5)
(foo_wrapper 5) :: Num a => a

*Main> let foo_wrapper' x = let foo = trace "eval foo" 5 in foo + foo 
*Main> foo_wrapper' ()
eval foo
eval foo
10
*Main> :t (foo_wrapper' ())
(foo_wrapper' ()) :: Num a => a

Answer 1

As expected, foo is evaluated only once (CSE probably kicks in)

不，这与 CSE 无关，这只是惰性评估(也称为按需调用)的工作原理:foo是 constant applicative form ，因此它只需要计算一次(从 thunk 强制到 WHNF)，然后可以简单地重复使用而无需任何进一步的计算。这在 GHCi-8 中不再起作用的原因是 7.8 删除了 monomorphism restriction在 GHCi 中。为什么这是相关的？好吧，trace "eval foo" 5是 Num a -> a 类型的多态表达式.并且多态表达式不能是 CAF。因此，您得到的不是按需调用，而是按名称调用语义。

再次获得共享的最简单方法是通过添加显式签名来使类型单态来强制执行 CAF:

Prelude Debug.Trace> let foo = trace "eval foo" 5 :: Int in foo + foo
eval foo
10