Haskell - 为什么这个列表理解返回一个无限列表？答案

【问题标题】：Haskell - Why does this list comprehension return an infinite list?Haskell - 为什么这个列表理解返回一个无限列表？
【发布时间】：2021-01-16 00:37:52
【问题描述】：

[3 * x | x <- [1 ..], 3 * x < 20]

我真的不明白为什么会这样

[3,6,9,12,15,18

并没有找到终点

【问题讨论】：

你怎么知道没有一个数字真的在列表[1 ..] 不满足你的条件？毕竟，如果您将[1 ..] 更改为([1 .. 100000] ++ [2]) 会怎样？或者，如果你有一个“环绕”的数字类型，当它变得超高时，它又变低了怎么办？ GHC 肯定不知道，所以它会继续尝试。

【解决方案1】：

语义

[3 * x | x <- [1 ..], 3 * x < 20]

是尝试[1..]的所有元素，并保留那些满足过滤条件3*x<20的元素。

人类可以看到，在第一个伪造条件的 x 之后，尝试所有更大的值是没有意义的，但 Haskell 无论如何都会尝试这些，并陷入一种无限循环。

这是因为，在一般情况下，条件可能会再次变为真，例如

[3 * x | x <- [1 ..], 3 * x < 20 || x == 1000000 ]

一般来说，检测是否没有更多的解决方案是无法确定的，因此 Haskell 和任何其他编程语言一样，不能选择在最后一个解决方案之后停止。

如果您希望列表在第一个不满足过滤条件的值之后停止，请使用takeWhile：

takeWhile (< 20) [3 * x | x <- [1 ..]]

【讨论】：

很好的解释！尽管出于好奇，您知道是否有办法在列表理解中完成所有这些操作？
@DavLin：不完全是。有时你可以使用像data Nat = Zero | Succ Nat这样的惰性数字类型，所以如果你有像genericLength someList < (10 :: Nat)这样的条件，即使someList是无限的，它也可以通过只检查10个元素来返回；而如果someList 是无限的，length 不会停止，因为它的结果Int 是严格的。在这种情况下，即使使用惰性数字类型，列表也永远不会结束：推导式不断产生元素，并且不断被过滤掉。所以你真的想要输出上的takeWhile 或输入上的上限，比如[1 .. (20 `div` 3) + 1]。
@DavLin 见this question 但简单地说，不，你不能在列表理解中这样做。我在那里写的作为答案的 hack 是一种笑话，它在技术上使得它成为可能，但代价是大大增加了代码的复杂性，启用了一堆扩展，需要一些自定义库，并且使用了奇怪的语义。永远不要使用它。