Haskells 弱头范式

Question

我偶然发现了一些恼人的事情。我知道 haskell 适用于弱头范式(WHNF)，我知道这是什么。在 ghci 中键入以下代码(据我所知，我正在使用命令 :sprint 将表达式简化为 WHNF。):

let intlist = [[1,2],[2,3]]
:sprint intlist

给 intlist = _这对我来说完全有意义。

let stringlist = ["hi","there"]
:sprint stringlist 

给 stringlist = [_,_]这已经让我很困惑了。但是之后:

let charlist = [['h','i'], ['t','h','e','r','e']]
:sprint charlist

出人意料地给出 charlist = ["hi","there"]
据我了解 Haskell，字符串只不过是字符列表，这似乎可以通过检查类型来确认 "hi" :: [Char]和 ['h','i'] :: [Char] .

我很困惑，因为根据我的理解，上面所有三个示例都或多或少相同(列表列表)，因此应该减少到相同的 WHNF，即_。我错过了什么？

谢谢

Answer 1

请注意 :sprint 不是 将表达式简化为 WHNF。如果是这样，那么以下将给出 4而不是 _ :

Prelude> let four = 2 + 2 :: Int
Prelude> :sprint four
four = _

相反， :sprint获取绑定(bind)的名称，遍历绑定(bind)值的内部表示，并在使用 _ 时显示已经“评估的部分”(即构造函数的部分)作为未评估的 thunk 的占位符(即暂停的惰性函数调用)。如果该值完全未评估，则不会进行评估，甚至不会对 WHNF 进行评估。 (如果该值被完全评估，您将得到它，而不仅仅是 WHNF。)

您在实验中观察到的是多态与单态数字类型、字符串文字的不同内部表示与显式字符列表等的组合。基本上，您正在观察不同文字表达式如何编译为字节码的技术差异。因此，将这些实现细节解释为与 WHNF 有关，这会让您感到困惑。一般应该使用 :sprint仅作为调试工具，而不是作为了解 WHNF 和 Haskell 评估语义的一种方式。

如果你真的想了解 :sprint正在这样做，您可以在 GHCi 中打开一些标志以查看表达式实际上是如何处理的，因此最终编译为字节码:

> :set -ddump-simpl -dsuppress-all -dsuppress-uniques

在此之后，我们可以看到您的原因 intlist给 _ :

> let intlist = [[1,2],[2,3]]
==================== Simplified expression ====================
returnIO
  (: ((\ @ a $dNum ->
         : (: (fromInteger $dNum 1) (: (fromInteger $dNum 2) []))
           (: (: (fromInteger $dNum 2) (: (fromInteger $dNum 3) [])) []))
      `cast` <Co:10>)
     [])

您可以忽略 returnIO和外部 :打电话，并专注于以 ((\ @ a $dNum -> ...开头的部分

这里 $dNum是 Num 的字典约束。这意味着生成的代码尚未解析实际类型 a在类型 Num a => [[a]] , 所以整个表达式仍然表示为一个函数调用，带有一个(字典)一个适当的 Num类型。换句话说，这是一个未经评估的重击，我们得到:

> :sprint intlist
_

另一方面，将类型指定为 Int ，并且代码完全不同:

> let intlist = [[1::Int,2],[2,3]]
==================== Simplified expression ====================
returnIO
  (: ((: (: (I# 1#) (: (I# 2#) []))
         (: (: (I# 2#) (: (I# 3#) [])) []))
      `cast` <Co:6>)
     [])

:sprint 也是如此输出:

> :sprint intlist
intlist = [[1,2],[2,3]]

类似地，文字字符串和显式字符列表具有完全不同的表示:

> let stringlist = ["hi", "there"]
==================== Simplified expression ====================
returnIO
  (: ((: (unpackCString# "hi"#) (: (unpackCString# "there"#) []))
      `cast` <Co:6>)
     [])

> let charlist = [['h','i'], ['t','h','e','r','e']]
==================== Simplified expression ====================
returnIO
  (: ((: (: (C# 'h'#) (: (C# 'i'#) []))
         (: (: (C# 't'#)
               (: (C# 'h'#) (: (C# 'e'#) (: (C# 'r'#) (: (C# 'e'#) [])))))
            []))
      `cast` <Co:6>)
     [])

以及 :sprint 中的差异输出表示 GHCi 认为表达式的哪些部分已评估(显式 : 构造函数)与未评估( unpackCString# thunk)的工件。