一个无点函数是共享的，但是计算了两次。

Question

我一直在努力了解Haskell中共享计算是如何工作的。根据我的理解，无分共享计算应该只评估一次(向CSE提供)。

(A)例如，考虑下列代码及其输出：

*Main> let foo = trace "eval foo" 5 in foo + foo
eval foo
10

*Main> let foo' = \x -> trace "eval foo'" x in (foo' 5) + (foo' 5)
eval foo'
eval foo'
10

正如预期的那样，foo只进行一次评估(CSE可能会启动)，而foo'则被惰性地计算两次。这很好。我使用GHCi 7.6.3版本进行了上述操作。接下来，我在GHCi版本8.6.5中尝试了相同的代码，得到了这个结果：

*Main> let foo = trace "eval foo" 5 in foo + foo
eval foo
eval foo
10

注意，现在对foo进行了两次评估。

(B)与GHCi类似，7.6.3版：

*Main> let goo = const (trace "eval goo" 5) in goo () + goo ()
eval goo
10

但是，GHCi 8.6.5版对goo进行了两次评估：

*Main> let goo = const (trace "eval goo" 5) in goo () + goo ()
eval goo
eval goo
10

(C)最后，这两种版本的结果如下：

*Main> let foo_wrapper x = let foo = trace "eval foo" x in foo + foo
*Main> foo_wrapper 5
eval foo
10

我想知道GHCi-8中是否默认关闭了一些优化，还是trace强制foo的副作用以某种方式进行了两次评估？还是GHCi-7有问题？GHCi应该如何处理(A)和(B)这样的表达式？

(更新1)

对于场景(C)，请考虑GHCi-8中的以下运行(trace的第二个参数的主要区别)：

*Main> let foo_wrapper x = let foo = trace "eval foo" x in foo + foo 
*Main> foo_wrapper 5
eval foo
10
*Main> :t (foo_wrapper 5)
(foo_wrapper 5) :: Num a => a

*Main> let foo_wrapper' x = let foo = trace "eval foo" 5 in foo + foo 
*Main> foo_wrapper' ()
eval foo
eval foo
10
*Main> :t (foo_wrapper' ())
(foo_wrapper' ()) :: Num a => a

Answer 1

正如预期的那样，只对foo进行一次评估(CSE可能会启动)

不，这与CSE无关，它只是一个懒惰的评估(也就是按需要调用)的工作方式：foo是一个常量应用形式，因此它只需要计算一次(从一次被强制计算到WHNF)，然后就可以被重用而不需要任何进一步的计算。这在GHCi-8中不再有效的原因是7.8已经删除了单态约束中的GHCi。为什么这是相关的？trace "eval foo" 5是Num a => a类型的多态表达式。多态表达式不可能是CAF。因此，不必按需要调用，而是按名称调用语义。

再次获得共享的最简单方法是通过添加显式签名，使类型为单形，从而强制执行CAF：

    Prelude Debug.Trace> let foo = trace "eval foo" 5 :: Int in foo + foo
    eval foo
    10