只有一个参数函数有效吗？哈斯克尔

Question

我已经开始学习 Haskell 并且我已经读到 Haskell 中的每个函数都只接受一个参数，我无法理解 Haskell 引擎盖下发生的魔法使之成为可能，我想知道它是否有效。

例子

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>:t (+)
(+) :: Num a => a -> a -> a

上面的签名意味着(+)函数接受一个Num然后返回另一个接受一个Num并返回一个的函数Num

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示例 1相对简单，但我开始想知道当函数稍微复杂一些时会发生什么。

我的问题

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为了这个例子，我编写了一个zipWith函数并以两种方式执行它，一次传递一个参数，一次传递所有参数。

zipwithCustom f (x:xs) (y:ys) = f x y : zipwithCustom f xs ys
zipwithCustom _ _ _ = []
zipWithAdd = zipwithCustom (+)
zipWithAddTo123 = zipWithAdd [1,2,3]

test1 = zipWithAddTo123 [1,1,1]
test2 = zipwithCustom (+) [1,2,3] [1,1,1]

>test1
[2,3,4]
>test2
[2,3,4]

1. 正在通过一个参数的时候（scenario_1）一样有效，所有参数传递一次（scenario_2） ？
2. 就 Haskell 实际执行的计算test1和操作而言，这些场景是否有任何不同test2（除了场景_1 可能需要更多内存，因为它需要保存zipWithAdd和zipWithAdd123）
3. 这是正确的，为什么？在scenario_1我迭代了[1,2,3]，然后过[1,1,1]
4. 这是正确的，为什么？在场景_1和场景_2 中，我同时遍历两个列表

我意识到我在一篇文章中提出了很多问题，但我相信这些问题是相互关联的，将帮助我（以及其他不熟悉 Haskell 的人）更好地了解 Haskell 中实际发生的事情，从而使这两种情况都成为可能。

Answer 1

您询问“Haskell”，但 Haskell 语言规范并不关心这些细节。选择如何进行评估取决于实现 - 规范唯一说明的是评估结果应该是什么，并小心避免给出必须用于计算该结果的算法。所以在这个答案中，我将讨论 GHC，实际上，它是唯一现存的实现。

对于 (3) 和 (4)，答案很简单：无论您一次应用zipWithCustom一个参数还是一次应用所有参数，迭代模式都完全相同。（并且该迭代模式是一次迭代两个列表。）

不幸的是，(1) 和 (2) 的答案很复杂。

起点是以下简单算法：

1. 当您将函数应用于参数时，会创建（分配和初始化）一个闭包。闭包是内存中的一种数据结构，包含一个指向函数的指针和一个指向参数的指针。当函数体被执行时，只要提到它的参数，就会在闭包中查找该参数的值。
2. 就是这样。

然而，这种算法有点糟糕。这意味着如果你有一个 7 个参数的函数，你分配了 7 个数据结构，当你使用一个参数时，你可能必须沿着一个 7 长的指针链来找到它。总的。所以 GHC 做了一些更聪明的事情。它以一种特殊的方式使用你的程序的语法：如果你将一个函数应用于多个参数，它只会为该应用程序生成一个闭包，字段与参数一样多。

（嗯...这可能是不完全正确实际上，它跟踪，元数的语法方式的用于将左侧的参数个数再定义-每一个功能的=。如果你申请的时候被定义功能的标志。一个函数的参数比它的数量多，你可能会得到多个闭包或其他东西，我不确定。）

所以这非常好，因此您可能会认为test1与test2. 你是对的......当优化器没有打开时。

但是 GHC 也做了很多优化工作，其中之一就是注意“小”定义并将它们内联。几乎可以肯定，打开优化后，您的zipWithAdd和zipWithAddTo123都将在使用它们的任何地方内联，我们将回到只分配一个闭包的情况。

希望这个解释能让你自己回答问题 (1) 和 (2)，但以防万一，这里有明确的答案：

1. 一次传递一个参数是否与一次传递所有参数一样有效？

也许。一次传递一个参数可能会通过内联转换为一次传递所有参数，然后当然它们将是相同的。在没有这种优化的情况下，与一次传递所有参数相比，一次传递一个参数会带来（非常轻微的）性能损失。

2. 在这些情况中的哪Haskell是实际上做计算方面有什么不同test1和test2？

test1并且test2几乎肯定会被编译为相同的代码——甚至可能只编译其中一个，另一个是它的别名。

如果你想阅读更多关于实现中的想法，Spineless Tagless G-machine论文比它的标题所暗示的要平易近人得多，只是有点过时了。