在尾递归函数中使用管道时出现堆栈溢出异常

Question

我有一个简单的游戏循环实现

let gameLoop gamestate =     
    let rec innerLoop prev gamestate =
        let now = getTicks()
        let delta = now - prev
        gamestate 
        |> readInput delta
        |> update delta
        |> render delta
        |> innerLoop delta             

    innerLoop 0L gamestate 

此实现会引发 stackoverflow 异常。在我看来，这应该是尾递归的。我可以像这样解决问题

let gameLoop gamestate =     
    let rec innerLoop prev gamestate =
        let now = getTicks()
        let delta = now - prev
        let newState = gamestate 
            |> readInput delta
            |> update delta
            |> render delta

        innerLoop now newState

    innerLoop 0L gamestate  

所以我的问题是为什么第一个代码示例会引发 stackoverflow 异常。

Answer 1

我认为答案与线程Vandroiy链接中的答案相同：当你有

a
|> f b

然后在调试模式下，编译器可能会像一个非常字面的解释一样编译它

(f b) a

并在一步中显式计算f b，并在第二步中将其应用于a。带有参数a 的调用仍然是尾调用，但如果编译器没有发出tail. 操作码前缀（因为尾调用已关闭，因为它们默认处于调试模式），那么您将增长显式调用堆栈并最终导致堆栈溢出。

另一方面，如果你写

f b a

直接那么这不会发生：编译器不会部分应用f，而是会识别这是一个直接递归调用并将其优化为一个循环（即使在调试模式下）。

Answer 2

我认为这就是解释，不过我鼓励 F# 编译器专家在我偏离基础时参与进来：

第一个示例不是尾递归的，因为尾部位置的表达式是对|> 的调用，而不是对innerLoop 的调用。

回想一下 |> 被定义为

let (|>) x f = f x

如果我们在调用时对管道语法稍加脱糖

gamestate 
    |> readInput delta
    |> update delta
    |> render delta
    |> innerLoop delta

你实际上是在打电话：

|> (innerLoop delta) (|> (render delta) (|> (update delta) (|> (readInput delta) gamestate)))

作为递归函数中的身体表达。

中缀符号稍微掩盖了这一点，使它看起来像innerLoop 在尾部位置。