渴望评估/应用顺序和惰性评估/正常顺序

Posted 2023-05-08

【中文标题】渴望评估/应用顺序和惰性评估/正常顺序

【英文标题】：Eager evaluation/applicative order and lazy evaluation/normal order

【发布时间】：2011-06-05 19:02:52

【问题描述】：

据我所知，急切求值/应用顺序会在应用函数之前对函数的所有参数求值，另一方面，惰性求值/正常顺序仅在需要时才求值。

那么，eager evaluation 和 applicative order 以及 lazy evaluation 和 normal order 这对术语有什么区别？

谢谢。

【参考方案1】：

懒惰的评估最多评估一个术语一次，而正常顺序将评估它出现的频率。因此，例如，如果您有 f(x) = x+x 并将其称为 f(g(42))，那么 g(42) 在惰性求值或应用顺序下被调用一次，但在正常顺序下被调用两次。

渴望评估和应用顺序是同义词，至少在使用计算机程序的结构和解释中的应用顺序定义时，这似乎与您的匹配。 （Wikipedia 对应用顺序的定义略有不同，并将其作为急切求值的特例）。

【讨论】：

是的，我正在阅读 SICP。我按照 Wikipedia 链接在 Lazy evaluation 中找到了这个：“表达式永远不会被多次评估，称为应用顺序评估。”这意味着应用顺序也可以用作惰性评估的子类型？我有点困惑。

@Ryan：显然，“惰性评估”页面使用的应用顺序定义与“评估策略”页面不同。我认为在这种情况下，最好忽略***并按照 SICP 所说的去做。

不幸的是，***的文章对这些概念非常混乱。据我所知，这个答案或多或少是正确的。我会稍微指出，“应用顺序”是指急切评估策略使用的评估顺序（按值调用/按引用调用），而“正常顺序”是指惰性评估策略使用的评估顺序（按名称调用/根据需要调用）。不过，这可能只是我的特殊解释。结论：如果您曾经在书面上使用过这些词，请明确定义它们！ :)

【参考方案2】：

我也在读 SICP，我一直对作者给出的正常顺序的定义感到好奇。对我来说，这似乎与惰性评估很相似，所以我去寻找有关两者的更多信息。

我知道这个问题是很久以前提出的，但我查看了常见问题解答并发现没有提及回答旧问题，所以我想我会把我找到的内容留在这里，以便其他人可以在未来。

这是我发现的，我倾向于同意这些：

我会（和其他人一样）认为懒惰的评估和 NormalOrderEvaluation 是两个不同的东西；不同的是 上面提到的。在惰性求值中，参数的求值是 推迟到需要它，此时参数被评估 并将其结果保存（记忆）。论点的进一步使用 函数使用计算值。 C/C++ 运算符 ||、&& 和 ? ： 都是惰性求值的例子。 （除非一些新手 C/C++ 程序员很笨，可以重载 && 或 ||，在这种情况下 重载版本按照严格的顺序进行评估；这就是为什么 && 和 ||运算符在 C++ 中永远不应该被重载）。

换句话说，每个参数最多被评估一次，可能不会 完全没有。

另一方面，NormalOrderEvaluation 重新计算表达式 每次使用它。想想 C 宏，CallByName 在语言中 支持它，以及循环控制结构的语义等。 正常顺序评估可能需要比应用顺序更长的时间 评估，并且可能导致副作用发生不止一次。 （这就是为什么，当然，带有副作用的陈述通常应该 不能作为 C/C++ 中宏的参数）

如果参数是不变的并且没有副作用，那么唯一的 两者的区别在于性能。的确，在纯粹 函数式语言，惰性求值可以看成是一种优化 正态评价。存在副作用或表达式 重新评估时可以返回不同的值，两者具有 不同的行为；正常顺序 eval 尤其有坏处 由于推理困难而在程序语言中享有盛誉 关于没有参照透明的此类程序

还应注意，严格顺序评估（以及惰性 评估）可以用支持正常顺序的语言来实现 通过显式备忘录进行评估。反之则不然。这个需要 传入可以调用/消息传递的 thunk、函数或对象 为了推迟/重复评估。

和

惰性求值结合了正序求值和共享：

• 除非必须（正常顺序），否则永远不要评估某事

• 切勿多次评估某事（分享）

http://c2.com/cgi/wiki?LazyEvaluation

http://cs.anu.edu.au/student/comp3610/lectures/Lazy.pdf

【讨论】：

"还应注意，通过显式备忘录支持正常顺序评估的语言可以实现严格顺序评估（以及惰性评估）。"我不认为那部分是真的。如果该语言仅支持正常顺序评估，那么您如何明确地备注任何内容？您需要某种机制来引入严格性，无论是严格的变量定义还是类似 Haskell 的 seq 运算符，它强制其左操作数在右操作数之前被评估。

【参考方案3】：

来自Kevin Sookocheff 的Normal, Applicative and Lazy Evaluation 帖子（重点，风格改变了我的）：

懒惰评估

虽然正常顺序评估可能会导致做额外的工作 要求对函数参数进行多次评估， 应用顺序评估可能会导致程序不 在它们的正常顺序等价物所在的地方终止。在实践中，大多数 函数式编程语言使用 lazy 解决了这个问题 评价。

通过惰性求值，我们可以延迟函数求值，从而避免 对同一函数的多次评估——因此结合了 正常顺序和应用顺序评估的好处。

懒惰 评估，我们在需要时评估一个值，然后 评估该表达式的所有副本都更新为新的 价值。实际上，传递给函数的参数存储在 内存中的单个位置，因此只需要评估参数 一次。也就是说，我们记住了我们确定的所有位置 参数将被使用，当我们评估一个函数时，我们替换 与价值的论据。

因此，惰性评估，每 参数最多评估一次。

^{这太长了，无法在问题下方发表评论，并且用它更新现有答案似乎不合适，因此这个答案。}