拆箱類型和嚴格性之間的關係是什麼？

Question

無盒類型，如Int#和嚴格函數，如f (!x) = ...，有些不同，但我看到概念上的相似性 - 它們以某種方式不允許thunk/laziness。如果Haskell是像Ocaml這樣嚴格的語言，那麼每個函數都將是嚴格的，每種類型都會被拆箱。拆箱類型和嚴格執行之間的關係是什麼？

Answer 1

無盒裝VS盒裝數據

爲了支持parametric polymorphism和laziness，默認情況下Haskell的數據類型被統一表示爲一個指向closure上the heap，具有這樣的結構：

這些是「盒裝」值。一個拆箱對象由值本身直接表示，沒有任何間接或閉包。 Int已裝箱，但Int#已取消裝箱。

懶惰值需要一個盒裝表示。嚴格的值不會：它們可以表示爲堆中完全評估的閉包，或者表示爲原始的拆箱結構。請注意，pointer tagging是我們可以在盒裝對象上使用的優化，用於將指針中的構造函數編碼爲閉包。

的關係，以嚴格

通常，在由功能語言編譯器的特設的方式生成裝箱值。但在Haskell中，unboxed values是特殊的。他們：

1. 他們有不同的種類，#;
2. 只能在特殊的地方使用;和
3. 它們未被提升，所以不被表示爲指向堆值的指針。

因爲它們未被提升，所以它們必然是嚴格的。懶惰的表示是不可能的。

因此，特別的拆箱類型，例如Int#,Double#，在機器上確實表示爲double或int（以C表示法）。

嚴謹分析

另外，GHC不正規的Haskell類型strictness analysis。如果一個值的使用被認爲是嚴格的 - 也就是說它永遠不會被定義爲'未定義的 - 優化器可能會取代常規類型的所有用途（例如Int）與一個非盒裝的（Int#），因爲它知道使用Int是總是嚴格的，因此用更高效（並且總是嚴格）的類型Int#替換是安全的。

我們當然可以有嚴格的類型，而拆箱類型，例如，一個元素嚴格多態性名單：

data List a = Empty | Cons !a (List a) 

是其元素嚴格，但並不代表他們作爲拆箱值。

這也指出了您對嚴格語言做出的錯誤like OCaml。他們仍然需要支持多態，所以他們提供一個統一的表示，或者他們專門爲每種類型提供數據類型和函數。 GHC默認使用統一表示法，就像OCaml一樣，儘管GHC現在也可以使用specialize types and functions（如C++模板）。

Answer 2

拆箱類型必然是嚴格的，但並非所有嚴格的值都必須拆箱。

data Foo a = Foo !a !a 

有兩個嚴格的領域

data Bar a = Bar {-# UNPACK #-} !Int !a 

有兩個嚴格的領域，但第一個是拆箱。

最終，unboxed類型（必然）嚴格的原因是沒有地方存儲thunk，因爲它們只是扁平的，在那一點上是啞數據。任何類型的

Answer 3

參數可以由「嚴格」，但具有相應boxed類型的唯一的裝箱類型是Char#，Int#，Word#，Double#和Float#。

如果您知道像C這樣的低級語言，則更容易解釋。無盒類型類似於int,double等，盒裝類型與int*,double*等相同。當您有int時，您已經知道整個值，因爲它是以位模式表示的，因此它不是懶。它也必須嚴格，因爲所有int的值都是有效的，而不是⊥。

但是，給定int*後，您可能會選擇取消引用指針以獲取實際值（因此爲惰性），並且可能包含無效指針（它包含⊥，即非嚴格指針）。