无限列表中的懒惰评估

Posted 2021-04-03

嗨，我有以下代码：

let f n (xs) = if n < 0 then f (n-1) (n:xs) else xs
f (-3) [] !! 1

我希望它打印-4

但它不会打印任何内容并在后台继续计算。

我的代码出了什么问题？

答案

让我们逐步完成评估：

f (-3) []
f (-4) [-3]
f (-5) [-4, -3]
f (-6) [-5, -4, -3]
f (-7) [-6, -5, -4, -3]
...

考虑到这一点，你期望f (-3) [] !! 1是什么？索引1中的值会改变每次迭代，因此Haskell无法知道它是什么，直到它到达n >= 0的非递归情况，这种情况从未发生过。

如果您在另一个方向上构建列表，它将按预期工作：

let f n = if n < 0 then n : f (n - 1) else []

> f (-3) !! 1
-4

另一答案

所以这是假装整数类型：

data Int2 = ... -- 2 bit signed integers [-2, -1, 0, 1]
  deriving (Num, Ord, Eq, ...)

让我们假设您的函数是在Int2值上定义的：

f :: Int2 -> [Int2] -> [Int2]
f n (xs) = if n < 0 then f (n-1) (n:xs) else xs

这样可以很容易地计算出f n xs的评估步骤：

f 1 xs = xs
f 0 xs = xs
f (-1) xs = f (-2) (-1 : xs)
f (-2) xs = f 1 (-2 : xs) -- because finite signed arithmetic wraps around

从那里我们可以计算出f n []的全部价值：

f 1 [] = []
f 0 [] = []
f (-1) [] = f (-2) [-1] = f 1 [-2, -1] = [-2, -1]
f (-2) [] = f 1 [-2] = [-2]

每个都计算了一个值，但请注意在我们从f (-1) []获取列表之前需要3个评估步骤。

现在看看你是否可以计算出如果在4位数字上定义f (-1) []需要多少步骤。 8位？ 32位？ 64位？如果它使用没有下限的Integer怎么办？

懒惰在任何时候都不会帮助你，因为没有部分结果，只有递归调用。这是区别之间的区别：

lazyReplicate 0 _ = []
lazyReplicate n x = x : lazyReplicate (n - 1) x

和

strictReplicate n x = helper [] n x where
  helper xs 0 _ = xs
  helper xs n x = helper (x : xs) n x