Haskell中case表达式的求值

Question

我目前正在学习Haskell，突然遇到了这个表达式。

statement
   case 1 ´div´ 0 of _ -> 42

我的直觉是，由于用0除法，这将导致运行时错误，但从测试来看，情况并非如此。

我的结论是，这一定是由于Haskell内部的懒惰评估。因为_匹配任何东西，所以它不会检查它与什么比较？

所以，如果有人能告诉我这个评估是否正确，如果不正确，为什么。另外，请详细说明在不实际查看表达式的情况下，案例行可以匹配的前提。

Answer 1

我的结论是，这一定是由于Haskell内部的懒惰评估。因为_匹配任何东西，所以它不会检查它与什么比较？

是的，没错！

在模式匹配过程中，仅在需要匹配模式中的构造函数（和数字/字符文本）时执行求值。如果模式是变量或通配符，则无需计算。

case undefined of _ -> ()  -- OK
case undefined of True -> () -- crash
case undefined of (_,_) -> () -- crash
case (undefined, 4) of (_,x) -> x+1 -- OK

此外，模式匹配从左到右、从上到下进行：

case (4, undefined) of
   (3, True) -> 1
   (4, _)    -> 2

计算结果为<代码>2--我们首先将<代码>4与<代码>3进行匹配，但在尝试将<代码>未定义的与<代码>真的进行匹配之前失败。这样我们就避免了崩溃，第二种模式成功了。

（详尽地说：这实际上有一个例外。如果您对一个新类型的构造函数进行模式匹配，则不会进行任何计算。您可以暂时忽略这种情况，因为您正在学习——这并不常见。）

Answer 2

你的分析是准确的，但这实际上是非常繁琐的。它不复杂，但它需要仔细考虑非常精确的问题。

大小写表达式具有一般形式

case exp0 of {pat1 -> exp1 ; ...}

计算case表达式时，将对exp0进行足够的计算，以确定它是否与pat1匹配。如果是，case表达式将使用为其创建的任何附加绑定对其求值。如果不匹配，则会切换到下一个模式或后卫并重复。（如果没有匹配项，则计算为异常。）

值得注意的是，您的第一个替代方案匹配所有内容，而无需任何评估。因此不执行div 1 0的评估。该模式不绑定任何内容，然后case表达式的评估结果为42。

这与你做的不同：

case 1 `div` 0 of
    0 -> 42
    _ -> 42

在这种情况下，必须计算div表达式，以查看它是否等于0。这将导致一个异常，该异常将成为整个case表达式的结果。即使两个分支具有相同的值，这也是事实。模式的内容对于确定与严格相关的行为非常重要。

到目前为止，GHC Haskell编译器是最常见的编译器，它有一个称为“core”的中间表示形式，看起来与Haskell相似，但类型类和大多数语法糖都已完全去除。Core的语义也与Haskell略有不同，尤其是在case构造方面。在core中，case总是导致对顶级构造函数的评估。使用嵌套重写模式，以匹配原始Haskellhtml" target="_blank">代码的模式语义。

本节只是一个旁白，但是如果你研究优化Haskell代码，你会遇到core，知道有区别是很有用的。