严格的单构造函数单字段数据声明 vs. newtype答案

【问题标题】：Strict single-constructor single-field data declaration vs. newtype严格的单构造函数单字段数据声明 vs. newtype
【发布时间】：2014-02-15 03:44:42
【问题描述】：

Difference between `data` and `newtype` in Haskell 和其他几个问题解决了 data 和 newtype 之间的一般差异。我的问题是一个非常具体的问题。如果G是某种类型，有什么区别

data T = T !G

和

newtype T = T G?

它们似乎具有相同的严格属性，我不明白为什么编译器有任何理由对它们进行不同的编译，但也许我遗漏了一些东西。

【问题讨论】：

您的问题已回答on the wiki。
! 在!G 中代表什么？

标签： haskell

【解决方案1】：

我要回答一个稍微不同的问题：“newtype 是否向 Haskell 添加任何语义功能？”。我相信答案是“不”。

假设我们有data Td = Td !G 和newtype Tn = Tn G。那么

Td 和 Tn 拥有完全相同的居民，即 G 的居民
当强制使用 WHNF 时，两者的行为方式相同：它们“包含”的 g 是强制的
它们与case 交互的方式不同，但这只是句法。这两个版本之间有直接对应关系。

下表说明了如何在 case 语句中将 newtype Tn 替换为 data Td。反过来也有翻译。

Tn                                    Td

case tn of _ -> ...                   case td of _ -> ...
case tn of Tn _ -> ...

case tn of Tn x -> ... x ...          let x1 = case tn of Td x -> x in ... x1 ...

case tn of x -> ... x ...             case td of x -> ... x ...

case tn of Tn x -> x `seq` ...        case td of Td _ -> ...         

case tn of Tn x -> x `seq` ... x ...  case td of Td x -> ... x ...

所以从语义上讲，我相信 Haskell 可以避免添加 newtype。从语法上讲 newtype 可能会使case 语句不那么尴尬，仅此而已。

【讨论】：

Td 同时拥有bottom 和T bottom，而Tn 只有T bottom。
在Td、bottom 和Td bottom 中无法区分。
case td of Td _ -> "whee"
@SebastianRedl：你想说什么？注意这里G是一个严格的数据字段，所以case td of Td _强制它。

【解决方案2】：

主要区别在于它的编译方式。所有data 声明introduce memory overhead，而newtype 不声明。

这是内存占用测量库的输出。

import GHC.DataSize

data A = A !Int
newtype B = B Int

main = do
  print =<< (recursiveSize $! A 1)
  print =<< (recursiveSize $! B 1)
  print =<< (recursiveSize $! 1)

输出：

32
16
16

Shachaf 在第一条评论中提到了另一个区别。

【讨论】：

语义不同：case undefined of A _ -> () 是undefined； case undefined of B _ -> () 是 ()。
@schachaf 哇，这是我不知道的案例。谢谢。
@shachaf，我认为你一针见血。我猜对新类型的模式匹配是无操作的，而对严格数据类型的模式匹配是一种强制。
! 在!Int 中代表什么？
@AlexanderSupertramp 它声明应该严格评估该字段而不是惰性评估（默认值）。在newtype 包装器的情况下，包装的类型只能是严格的，所以那里不需要爆炸。