继续调试 lambda

Question

我正在学习 F#（来自 C++/C#），我刚刚阅读了关于延续作为在递归期间避免堆栈溢出的一种方法。一开始有点难以理解，但后来我想我已经习惯了，我喜欢这种逻辑的力量。但我想了解更多细节（并确认我理解正确）以尽可能充分利用它，所以我认为是时候与社区联系了。

为了提出我的问题，我将使用一个使用递归、lambda 和延续的简单示例。

我创建一个列表：

let ml = [1;2;3]

还有一个将列表中每个元素加倍的函数：

let double a = a * 2

然后是一个递归函数，它使用延续函数 (cont) 将双精度函数应用于列表 (wlist) 的每个元素：

let rec loop cont wlist = 
match wlist with
| [] -> cont []
| x::xs -> loop ( fun acc -> cont (double x::acc) ) xs 

然后我得到一个新列表，其中包含旧列表中的双倍元素：

let ml2 = loop id ml 

循环函数可以泛化为接受任何映射函数，但我想保持示例简单，所以我只坚持使用双函数。

分解代码：

按照我刚刚研究的理解，循环函数中的调用是尾递归的，因为调用在主体的末尾，所以调用后不需要保存堆栈信息来恢复，避免了风险堆栈溢出 。 cont 函数是在每个循环中重新定义的 lambda，我从上面的代码中得到的方式分解如下：

let loop1 = fun acc -> id(double 1::acc)
let loop2 = fun acc -> id(double 1::(double 2::acc))
let loop3 = fun acc -> id(double 1::(double 2::(double 3::acc)))

在我的示例中，在 loop3 之后，cont 函数最终由空列表的模式匹配调用：

| [] -> cont []

这转化为调用：

loop3 []

依次翻译为：

id(double 1::(double 2::(double 3::[])))

然后：

id (2::(4::(6::[])))

然后：

[2; 4; 6]

这是我想要达到的目标。

现在的问题：

1 - 这个例子非常简单，但是对于更复杂的 lambda，很难一步一步地计算一个延续的演变来验证一个新的算法。我尝试了 vstudio 调试器，但是当我检查 continuataion 时，它只是告诉我它已在我的源代码的第 x 行定义。谢谢，但不是很有用，这不是静态 lambda，它在每个循环中都重新定义，那么循环某个点的 lambda 的当前主体是什么？我也无法调试进入 lambda。哪种工具或技巧可以为我提供这些信息并避免用我的想法来计算？我应该将 printf 放在函数中以遵循逻辑吗？风险是，如果我在匆忙的项目中工作（几乎总是如此），我会跳过这个逻辑，因为它很难验证和调试

2 - 延续避免了对堆栈充电，因此有助于避免堆栈溢出，在此示例中，可以使用具有不断增长的列表的累加器值，但不可能使用树。我的问题是，关于 lambda 的信息存储在哪里？这是某种新的和删除的分配吗？重新定义时是否会从内存中删除每个循环中的旧 lambda？

3 - 有没有什么工具可以告诉我 F# 是如何在 .net 中编译的？但不是在汇编级别，更高级别的可读性更高。我已经看到了一些示例，这些示例显示了 F# 在某种 C# 中编译和翻译（ C# and F# lambda expressions code generation) 但他们没有提到工具。

感谢您阅读此消息，对不起。

Answer 1

至于 1，您始终可以首先以正常的堆栈分配方式编写代码（存在堆栈溢出的风险）并确保它是正确的，然后再添加延续。这样一来，您就可以使代码本身正确，并且之后添加延续应该是一个相当简单的过程。

对于 2，中间状态被分配在堆而不是堆栈上。而且由于堆更大，因此不会出现堆栈溢出，但最坏的情况是内存不足。后者不太可能，除非您存储大量的中间状态。 lambda 将作为闭包存储在堆上，而在这种情况下，闭包将是一个对象，其中包含您已经传递给函数的捕获值。

至于 3，您可以查看一些反编译器，例如 JetBrains 的 dotPeek，但您可能找不到所有可读的代码。在 F# 中，考虑可区分联合 (DU)、记录、元组和函数而不是在其中实现它们的类和对象，在很大程度上更有用。特别是如果您查看在 F# 中看起来非常相似的案例但有不同的含义，您可能会得到非常不同的 C# 代码，例如：let value = fun () -> 1 而不是 let func () = 1。它们看起来非常相似，但实际上第一个是一个常量函数值，而后者是一个函数。特别是，您可以在第一种情况下返回函数值之前进行一些繁重的计算，但在第二种情况下则不行。我喜欢理解和思考代码的方式是，我让自己意识到什么时候评估什么部分。