什么是 Haskell 的 Stream Fusion

Posted 2023-02-23

【中文标题】什么是 Haskell 的 Stream Fusion

【英文标题】：What is Haskell's Stream Fusion

【发布时间】：2010-10-09 08:22:09

【问题描述】：

以及如何使用它？

【问题讨论】：

您是否需要了解this post 尚未涵盖的内容？如果是这样，你能更具体一点吗？

相关：lambda.jstolarek.com/2013/04/haskell-as-fast-as-c-a-case-study

注意：还有一种叫做 List Fusion 的东西，它会通过许多内置函数自动发生：downloads.haskell.org/~ghc/7.4.2/docs/html/users_guide/… 并查看 conscientiousprogrammer.com/blog/2015/12/19/… 以了解如何检查它是否被使用（或尝试 @987654325 @)。

【参考方案1】：

Logan 指出的论文很棒，但有点难。 （只要问我的学生。）关于“流融合如何工作”的内容也很多，而“流融合是什么以及如何使用它”只有一小部分。

流融合解决的问题是编写的功能代码通常会分配中间列表，例如，要创建一个无限的节点编号列表，您可能会这样写

nodenames = map ("n"++) $ map show [1..]

天真的代码会分配一​​个无限的整数列表[1, 2, 3, ...]，一个无限的字符串列表["1", "2", "3", ...]，最终分配一个无限的名称列表["n1", "n2", "n3", ...]。分配太多了。

流融合所做的是将nodenames 之类的定义转换为使用递归函数的定义，该函数仅分配结果所需的内容。一般来说，消除中间列表的分配被称为森林砍伐。

要使用流融合，您需要编写非递归列表函数，这些函数使用GHC ticket 915（map、foldr 等）中描述的流融合库中的函数on) 而不是显式递归。该库包含所有 Prelude 函数的新版本，这些函数已被重写以利用流融合。显然，这些东西将在下一个 GHC 版本 (6.12) 中使用，但不在当前的稳定版本 (6.10) 中。如果你想使用库 Porges 在他的回答中有一个很好的简单解释。

如果您真的想了解流融合的工作原理，请发布另一个问题 --- 但要困难得多。

【讨论】：

是否有计划将此作为前奏列表的默认行为？

应用$和组合.的融合有区别吗？

Prelude 的功能是否以某种方式被标记了，还是什么？ IE。为什么它不适用于自制的递归函数？

GHC 8.0.2 是否支持 Prelude 中的默认列表融合？

【参考方案2】：

据我所知，与 Norman 所说的相反，流融合没有目前在 GHC 的基础中实现（即，您不能只使用 Prelude 函数）。如需更多信息，请参阅GHC ticket 915。

要使用流融合，您需要安装流融合库，导入 Data.List.Stream（您也可以导入 Control.Monad.Stream）并且只使用该模块中的函数而不是 Prelude 函数。这意味着导入 Prelude 会隐藏所有默认列表函数，而不是使用 [x..y] 构造或列表推导。

【参考方案3】：

当 GHC 在 6.12 中默认使用这些新函数时，它们也会以非递归方式实现 [x..y] 和列表推导，这不是正确的吗？因为它们不是正确的行的唯一原因是它们是 internal 并且不是真正用 Haskell 编写的，而是更像关键字，为了速度和/或因为您无法重新定义那个语法。

【讨论】：

[ x .. y ] 不是关键字。在窗帘后面它被转换为enumFromTo x y，所以这并没有什么“神奇”。