为什么此代码除以零？答案

【问题标题】：Why does this code divide by zero?为什么此代码除以零？
【发布时间】：2011-12-17 07:27:05
【问题描述】：

我有一个小型 Haskell 程序，我很好奇为什么在运行它时会引发除以零异常 (GHC 7.0.3)

import qualified Data.ByteString.Lazy as B
import Codec.Utils

convert :: B.ByteString -> [Octet]
convert bs = map (head . toTwosComp) $ B.unpack bs

main = putStrLn $ show $ convert $ B.pack [1, 2, 3, 4]

谁能帮我理解这里发生了什么？

【问题讨论】：

标签： haskell divide-by-zero

【解决方案1】：

我们可以将其简化为

GHCi> toTwosComp (1 :: Word8)
*** Exception: divide by zero

请注意，如果您使用 Word16、Int、Integer 或任意数量的类型，这将有效，但在使用 Word8 时会失败，因为 B.unpack 给了我们！那么为什么会失败呢？答案在source code 到Codec.Utils.toTwosComp 中找到。可以看到它调用了toBase 256 (abs x)，其中x是参数。

toBase 的类型——不是从 Codec.Utils 模块导出的，并且在源代码中没有明确的类型签名，但是你可以通过将定义放在一个文件中并询问 GHCi 类型是什么来看到这一点（@ 987654327@), 是

toBase :: (Integral a, Num b) => a -> a -> [b]

因此，显式注释类型，toTwosComp 正在调用toBase (256 :: Word8) (abs x :: Word8)。 256 :: Word8 是什么？

GHCi> 256 :: Word8
0

哎呀！ 256 > 255，所以我们不能把它放在一个 Word8 中，它会无声地溢出。 toBase，在它的基数转换过程中，除以正在使用的基数，所以它最终被零除，产生你得到的行为。

解决办法是什么？使用fromIntegral 将Word8s 转换为Ints，然后将它们传递给toTwosComp：

convert :: B.ByteString -> [Octet]
convert = map convert' . B.unpack
  where convert' b = head $ toTwosComp (fromIntegral b :: Int)

就个人而言，这种行为让我有点担心，我认为toTwosComp 应该自己进行这样的转换，可能是整数，以便它适用于各种大小的整数类型；但这会导致开发人员可能不喜欢这个想法的性能损失。尽管如此，这是一个非常令人困惑的失败，需要源头潜水才能理解。值得庆幸的是，这很容易解决。

【讨论】：

超级有帮助！非常感谢：D

【解决方案2】：

map (head . toTwosComp) [1, 2, 3, 4]

工作正常

map (head . toTwosComp) $ B.unpack $ B.pack [1, 2, 3, 4]

导致您描述的异常。让我们看看有什么不同。

> :t [1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4] :: Num t => [t]
> :t unpack $ pack $ [1, 2, 3, 4]
unpack $ pack $ [1,2,3,4] :: [Word8]

Word8 可能会导致问题。让我们看看

> toTwosComp (1 :: Word8)
*** Exception: divide by zero

显然我们必须将 Word8 转换为其他整数类型。

> map (head . toTwosComp . fromIntegral) $ B.unpack $ B.pack [1, 2, 3, 4]
[1,2,3,4]

有效！

【讨论】：