Haskell GHC何时在内部变异不可变值？

我希望将Haskell用于由不断变化的重状态组成的实时应用程序

当然，状态是不可变的，因此在每个状态步骤中，我都会重新创建一个稍微更改的新状态，并丢弃旧状态。在这种情况下，效率会非常低，因为我不需要以前的状态

我经常遇到有人说GHC可以优化这些东西，并在内部改变不可变的值，我想确保它会

可能吗？有没有办法确定GHC是否会通过内部变异值来优化它？有没有办法强制执行/确保执行

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另外，这种优化有正式名称吗？

GHC本身不这么做。各种容器库使用了一种称为流融合的技巧，这意味着一些纯功能代码所建议的拷贝实际上从未制作过——但这仍然不是真正的“内部变异”，而是将多个操作组合在一起，每个操作都涉及到一个拷贝到一个大操作，并且仍然只有一个拷贝

我不认为以全自动的方式实现真正的“变异优化”是切实可行的；有些语言有点像声称他们做到了，但我真的不知道它的效果如何

然而，像Haskell这样的纯函数式语言非常能够显式地处理可变状态：通过单子。这可以是“万能的”

IO

monad（有些人不喜欢它，因为你失去了所有的ref-transp.保证，但对于实时应用程序来说，这可能是正确的），也可以是专门的，其目的是专门允许您使用真正的可变状态，同时保持程序的外部行为完全正常。

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如果采用这种方法，您不仅可以确保不会制作成本高昂的副本，还可以得到更好的代码。因为有时候突变是思考问题的正确方式；如果您“假装”使用可变状态，即使是真正纯函数的代码有时也会变得更好，因为在一般情况下，.

AFAIK

ghc

不会执行这种优化。这可能需要时间

但它的运行时针对这种“状态略有变化”的情况进行了优化。通常情况下，您的状态（或可以表示为）类似于一棵树，并且大多数经理实际上重用了大多数现有树。所以修改只操作了很少的指针，而且非常有效。考虑这个例子：

data State = State
  { theA :: A
  , theB :: B
  }

data A = A Int
data B = B String

modifyTheA :: (A -> A) -> State -> State
modifyTheA f s = s {theA = f (theA s)}

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这里的

modifyTheA

函数创建新的

状态

，但它只是两个指针。整个

b

字符串被重用

GHC在一个条件下进行此优化：如果一个对象在声明它的函数中使用一次，并且没有创建对它的附加引用。除非源函数是内联的，否则如果对象是在单独的函数中创建和使用的，则不会应用该函数

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GHC做得更可靠的还有另一个相关优化。如果函数的最后一个操作是使用几乎相同的参数调用自己，那么它甚至不会触及未更改的参数。

您刚才提到的

IO

monad可能是实时的正确选择。您是否排除了

ST

，或者它可能也会为我服务？@MasterMastic:

ST

应该可以。@MasterMastic:

IO

和

ST

实际上就可变状态而言是相同的；区别在于

ST

不允许您执行文件读取、随机数访问等操作。。因此，它的端到端性能是参考透明的；因此，您可以将可变的

ST

算法安全地嵌入纯功能程序（使用

runST

；当使用

IO

时，这需要

unsafePerformIO

，我们不希望这样）。但是，如果您使用的是

IO

monad，那么您也可以将其用于可变状态。GHC实际上偶尔会执行此优化（它有一个名称，我正试图记住），但它在检测何时适用方面一点也不彻底。您可能希望在“重新创建一个新的略微更改的状态”。我想您可能会询问共享，或者GHC如何表示堆上的数据。手动通知编译器可以进行这种优化需要唯一的类型，但在一些情况下GHC会自行执行此操作（例如，当对象的声明和上次使用在同一函数中时）