如何测试Haskell对象的引用相等性？

Question

在Haskell中，相等性测试通常使用==来自Eq类来执行。 这个函数（在大多数情况下）是在纯Haskell术语下定义的，因此它遵循将其递归应用于大型数据结构的所有后果。 因此，一个看似微不足道的比较可能需要相当长的时间。 意识到惰性，这应该是即时的：

ghci> let x = [1..100000000] in x == x
True
(2.81 secs, 14,400,130,800 bytes)

为什么 Haskell 这里不使用引用比较？如果我确实想这样做，Haskell 是否允许我这样做呢？

- radrow

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不，它使用一种称为“引用透明度”的概念，这意味着您无法看到将产生输出的表达式与实际输出之间的区别。这很重要，否则它可能被用作某些后门机制来使函数变得不纯。 - Willem Van Onsem

你会提供这样的后门吗？ - radrow

最主要的是它使评估可观察。如果我有 xs = [1, 2, 3] 和 ys = id xs，然后稍后我问 xs == ys，如果 == 意味着指针比较，那么根据 ys 是否被评估，我会得到不同的结果。如果这是可观察的，那么我们需要仔细定义 何时 可以进行评估，以便我们可以确保评估 xs == ys 的结果是可预测的。这基本上迫使我们成为一种命令式语言，其中代码作为一系列步骤，而不是“无时间”的表达式语言。此外，它排除了许多编译器优化。 - Ben

有点离题，不要在GHCi中计时，因为代码没有像编译后的代码那样进行优化，在那里你真正关心性能。 - chepner

你可能会对 reallyUnsafePtrEquality# 和以下其他问题感兴趣：https://dev59.com/fWkw5IYBdhLWcg3wyNgV，https://dev59.com/emIk5IYBdhLWcg3wWs9z，https://stackoverflow.com/q/30175974，https://stackoverflow.com/q/48163259。 - Taylor Fausak

Answer 1

短答案：在Haskell中不可能实现这一点，这是有很好的理由的。参考相等性是语言设计的基本部分，保留它使得Haskell与许多其他语言在语言设计空间中有所不同。

稍微长一点的答案：这是一个经过深入研究的主题，通常被称为可观察共享，可以追溯至至少2000年代初：

• Claessen和Sands解释了什么情况下Observable Sharing有用以及如何将其纳入语言中。这是一篇非常易于阅读的论文，详细解释了问题并提出了一种非保守的扩展。适合理解基本问题。

• Gill的解决方案是实践中使用的一个非常可行的方法，称为type-safe observable sharing。这里的想法是您可以在纯代码中创建等式，但只能在单调IO上下文中观察它们; 这样可以保留引用相等性。它没有错误的负面影响，几乎没有错误的正面影响。还有一个实现该想法的hackage，您可以随时使用。

长话短说：对于非常好的原因，在Haskell中你不能进行引用相等性、指针相等性或直接观察共享。这个问题已经得到了深入研究和理解，并且在不破坏引用透明性的情况下，有实际的解决方案来解决Haskell生态系统中的这个问题。

- alias

Answer 2

如果您正在寻找一种替代比较引用以加快相等性计算的方法，请尝试System.Mem.StableName。两个对象的StableNames的相等性保证这两个对象实际上是同一个对象。但是不等式并不意味着任何事情，因为对象可以被运行时系统复制和移动。

- comonad