拆箱类型和严格性之间的关系是什么？

Question

无盒类型，如Int#和严格函数，如f (!x) = ...，有些不同，但我看到概念上的相似性 - 它们以某种方式不允许thunk/laziness。如果Haskell是像Ocaml这样严格的语言，那么每个函数都将是严格的，每种类型都会被拆箱。拆箱类型和严格执行之间的关系是什么？

Answer 1

无盒装VS盒装数据

为了支持parametric polymorphism和laziness，默认情况下Haskell的数据类型被统一表示为一个指向closure上the heap，具有这样的结构：

这些是“盒装”值。一个拆箱对象由值本身直接表示，没有任何间接或闭包。 Int已装箱，但Int#已取消装箱。

懒惰值需要一个盒装表示。严格的值不会：它们可以表示为堆中完全评估的闭包，或者表示为原始的拆箱结构。请注意，pointer tagging是我们可以在盒装对象上使用的优化，用于将指针中的构造函数编码为闭包。

的关系，以严格

通常，在由功能语言编译器的特设的方式生成装箱值。但在Haskell中，unboxed values是特殊的。他们：

1. 他们有不同的种类，#;
2. 只能在特殊的地方使用;和
3. 它们未被提升，所以不被表示为指向堆值的指针。

因为它们未被提升，所以它们必然是严格的。懒惰的表示是不可能的。

因此，特别的拆箱类型，例如Int#,Double#，在机器上确实表示为double或int（以C表示法）。

严谨分析

另外，GHC不正规的Haskell类型strictness analysis。如果一个值的使用被认为是严格的 - 也就是说它永远不会被定义为'未定义的 - 优化器可能会取代常规类型的所有用途（例如Int）与一个非盒装的（Int#），因为它知道使用Int是总是严格的，因此用更高效（并且总是严格）的类型Int#替换是安全的。

我们当然可以有严格的类型，而拆箱类型，例如，一个元素严格多态性名单：

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

是其元素严格，但并不代表他们作为拆箱值。

这也指出了您对严格语言做出的错误like OCaml。他们仍然需要支持多态，所以他们提供一个统一的表示，或者他们专门为每种类型提供数据类型和函数。 GHC默认使用统一表示法，就像OCaml一样，尽管GHC现在也可以使用specialize types and functions（如C++模板）。

Answer 2

拆箱类型必然是严格的，但并非所有严格的值都必须拆箱。

data Foo a = Foo !a !a 

有两个严格的领域

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

有两个严格的领域，但第一个是拆箱。

最终，unboxed类型（必然）严格的原因是没有地方存储thunk，因为它们只是扁平的，在那一点上是哑数据。任何类型的

Answer 3

参数可以由“严格”，但具有相应boxed类型的唯一的装箱类型是Char#，Int#，Word#，Double#和Float#。

如果您知道像C这样的低级语言，则更容易解释。无盒类型类似于int,double等，盒装类型与int*,double*等相同。当您有int时，您已经知道整个值，因为它是以位模式表示的，因此它不是懒。它也必须严格，因为所有int的值都是有效的，而不是⊥。

但是，给定int*后，您可能会选择取消引用指针以获取实际值（因此为惰性），并且可能包含无效指针（它包含⊥，即非严格指针）。