是否有可能检测到 Haskell 中的共享？答案

【问题标题】：Is it ever possible to detect sharing in Haskell?是否有可能检测到 Haskell 中的共享？
【发布时间】：2013-10-21 18:07:25
【问题描述】：

在Scheme 中，原语eq? 测试它的参数是否是同一个对象。例如，在下面的列表中

(define lst
  (let (x (list 'a 'b))
    (cons x x)))

结果

(eq? (car x) (cdr x))

是真的，而且它是真的不必查看(car x) 和(cdr x)。这使您可以为具有大量共享的数据结构编写有效的相等测试。

在 Haskell 中是否有可能实现同样的事情？例如，考虑下面的二叉树实现

data Tree a = Tip | Bin a (Tree a) (Tree a)

left  (Bin _ l _) = l
right (Bin _ _ r) = r

mkTree n :: Int -> Tree Int
mkTree 0 = Tip
mkTree n = let t = mkTree (n-1) in Bin n t t

在每个级别都有共享。如果我用let tree = mkTree 30 创建一棵树并且我想看看left tree 和right tree 是否相等，我必须天真地遍历十亿个节点才能发现它们是同一棵树，这应该是显而易见的，因为数据分享。

我不希望有一种简单的方法来发现 Haskell 中的数据共享，但我想知道处理此类问题的典型方法是什么，何时检测共享以提高效率（或例如检测循环数据结构）。

是否有可以检测共享的unsafe 原语？有没有一种众所周知的方法来构建具有显式指针的数据结构，以便您可以比较指针是否相等？

【问题讨论】：

另见stackoverflow.com/questions/1717553/pointer-equality-in-haskell
执行此操作时，请始终考虑您的数据结构包含 NaN 或其他与自身比较不相等的值的可能性。您的优化可能是一项破坏性的优化。

标签： haskell functional-programming

【解决方案1】：

有reallyUnsafePtrEquality#。另见here

【讨论】：

【解决方案2】：

在纯语言 Haskell 中是不可能的。

但是它在GHC中的实现存在漏洞，比如

使用reallyUnsafePtrEquality# 或
内省库，如ghc-heap-view。

在任何情况下，在常规代码中使用它都是非常不习惯的；至多我可以想象，为某些东西（memoizatoin、哈希表等）构建一个高度专业化的库，然后提供一个健全的、纯粹的 API，可能是可以接受的。

【讨论】：

【解决方案3】：

有很多方法。

生成唯一 ID 并将所有内容粘贴到有限映射中（例如 IntMap）。
最后一个选择的精化版本是制作一个显式图，例如使用fgl。
使用stable names。
使用IORefs (see also)，无论包含的类型如何，它们都有Eq 和Ord 实例。
有observable sharing 的库。
如上所述，有reallyUnsafePtrEquality#，但在使用之前你应该了解它的真正不安全之处！

另见this answer about avoiding equality checks altogether。

【讨论】：