Haskell中高效的重载技术

Question

我想知道以下两种策略对于重载函数(在我的例子中是teX函数)来说哪一种更加高效。

1. Using data and pattern matching:

   data TeX
     = TeXt String
     | TeXmath String
     deriving (Show,Read,Eq)
   teX (TeXt t)    = t
   teX (TeXmath t) = "$$" ++ t ++ "$$"
   

2. Or using a bit of abstraction:

   class TeX t where
     teX :: t -> String
   
   newtype TeXt = TeXt String
     deriving (Show,Read,Eq)
   instance TeX TeXt where
     teX (TeXt t) = t
   
   newtype TeXmath = TeXmath String
     deriving (Show,Read,Eq)
   instance TeX TeXmath where
     teX (TeXmath t) = "$$" ++ t ++ "$$"
   

第一种方法使用起来更容易，第二种方法更容易丰富；但我想知道它们中哪一个运行速度更快，或者Haskell是否会以完全相同的方式实现它们。

- Echologie

---

第二个并不是类型类的真正用途，看起来你正在尝试复制面向对象编程中的类。 - Arjan

你不应该以那种方式关注性能，特别是对于像渲染到字符串这样的东西：它们本质上是如此缓慢，以至于类字典可能施加的任何开销都可以忽略不计。实际上，在这里你真的不应该渲染为String，而是应该渲染为Text（或LaTeX，当然）。 - leftaroundabout

我和Arjan在一起，第二个想法似乎真的不太好。例如，像这个类型的方式（githubpandoc存储库）是如何被你的teX函数在这里呈现的。 - applicative

后面的模块有点复杂，因为它涵盖了很多内容，但请注意，这种方法具有可扩展性，而您所设想的类没有：您如何引入一个函数 html :: t -> String 和 markdown :: t -> String，以及在该包中定义的其他类似函数？ - applicative

Answer 1

第一种方法更节省空间。调用类型类中定义的函数相当于在面向对象语言中调用方法：对于任何在类型TeX t上多态的函数（即，类型签名中有TeX t =>），都必须携带额外的隐式参数，即存储给定TeX实例的特定方法的字典。

现在，关于更快？我想对于内存占用小的程序，第一种方法由于少了一次内存分配和一次实际调用teX函数的间接引用，所以可能稍微更快一些。对于内存分配较重的程序，情况也是如此，直到程序达到某个内存分配阈值——第一个版本会稍晚达到这个阈值，因此一旦第二个版本达到该点，第一个版本会稍微更快。

- jpaugh

---

我认为这个答案过于简化了。由于内联和类型特化，很可能TeX字典将在编译时完全解决。至于性能，我猜额外的间接寻址比分配有更大的影响。但我不会仅仅依赖直觉来判断。 - John L

这是正确的，但不是根本上的真理；一个人可以（应该）努力适应优化器的喜好，但我不认为这是克服使用类型类的根本开销，因为它无法可靠地保证。 - jpaugh