ghci 编译器优化：两次调用具有相同参数的函数

Question

在下面的简单代码中，部分定义了从二叉搜索树中删除元素的函数：

 deleteB x (Node n l r) | x == n = Node (leastB r) l (deleteB (leastB r) r)

编译器是否优化代码，使其只调用一次（最少 B r），就好像它是：

 deleteB x (Node n l r) | x == n = Node k l (deleteB k r)
                          where k = leastB r

?

换句话说，编译器是否能够理解，由于参数 r 在函数 deleteB 的主体内没有更改，因此在其上调用同一函数 (leastB) 的结果不能给出不同的结果，所以计算两次也没用？

更一般地说，如果不存在惊人的stackoverflow，我怎么能理解编译器是否进行了这种优化？谢谢

Answer 1

如果您想知道 GHC “真正做了什么”，您需要查看“核心”输出。

GHC 获取您的 Haskell 源代码，这是非常高级的，并将其转换为一系列低级和低级语言：

Haskell ⇒ 核心 ⇒ STG ⇒ C−− ⇒ 汇编语言 ⇒ 机器代码

几乎所有高级优化都发生在 Core 中。您要问的基本上是“通用子表达式消除”（CSE）。如果您考虑一下，这是时间/空间的权衡；通过保存之前的结果，您可以使用更少的 CPU 时间，但也会使用更多的 RAM。如果您尝试存储的结果很小（即整数），那么这是值得的。如果结果很大（即，您刚刚加载的 17GB 文本文件的全部内容），这可能是一个非常糟糕的主意。

据我了解（⇒ 不太好！），GHC 往往不做 CSE。但是，如果您想确定，在您的特定情况下，您想查看您的程序实际编译到的核心。我相信你想要的开关是--ddump-prep。

http://www.haskell.org/ghc/docs/7.0.2/html/users_guide/options-debugging.html

Answer 2

GHC 不执行此优化，因为它并不总是在空间方面进行优化。

例如，考虑

n = 1000000
x = (length $ map succ [1..n], length $ map pred [1..n])

在 Haskell 等惰性语言上，人们会期望它在恒定空间中运行。确实，列表生成表达式[1..n]应该一次懒惰地产生一个元素，由于maps，它会受到succ/pred的影响，然后被length计数。 （更好的是，succ 和 pred 根本不计算，因为 length 不强制列表元素）。之后，生成的元素可以被垃圾回收，列表生成器可以生成下一个元素，依此类推。在实际实现中，不会期望每个元素都立即被垃圾收集，但如果垃圾收集器很好，那么任何时候都应该只有恒定数量的元素在内存中。

相比之下，“优化”的代码

n = 1000000
l = [1..n]
x = (length $ map succ l, length $ map pred l)

在评估x 的两个组件之前，不允许垃圾收集l 的元素。因此，虽然它只生成一次列表，但它使用 O(n) 个内存字来存储完整列表。这可能会导致性能低于未优化的代码。