Scala：蹦床函数的扩展语法打破了尾递归

Question

这是“Scala 中的函数式编程”第 13 章中的一个练习，用于实现解释尾递归函数的蹦床。

runTrampoline2 不是尾递归的，我的测试输入会溢出堆栈。此外，tailrec 注释给出了runTrampoline2 的编译器错误。 runTrampoline 是尾递归的，并通过注解的编译时检查。

我最好的选择是这两个蹦床之间的区别在于val 捕获或不捕获单元的方式，如下所示：

scala> val foo = println("abc")
val foo = println("abc")
abc
foo: Unit = ()

scala> foo
foo

scala> val bar: Int = {println("xyz"); 5}
val bar: Int = {println("xyz"); 5}
xyz
bar: Int = 5

scala> bar
bar
res8: Int = 5

否则这两个蹦床看起来和我一模一样。如果有人认为它们对这个问题很重要，我将包含 Free monad 和 Suspend、Return 和 FlatMap 构造函数的代码，但我认为它们不是。 runTrampoline2 的尾递归是否被 vals 泄漏的副作用破坏了？谢谢！

@annotation.tailrec
def runTrampoline[A](tra: Free[Function0,A]): A =
  tra match {
    // case Return(A)
    case Return(a1) => a1
    // case Suspend(Function0[A])
    case Suspend(function0A1) => function0A1()
    // case FlatMap(Free[Function0[_],A], A=>Free[Function0,B]]
    case FlatMap(free1, aFree2) => free1 match {
      // case Return(A)
      case Return(a2) => runTrampoline(aFree2(a2))
      // case Suspend(Function0[A])
      case Suspend(function0A) => runTrampoline(aFree2(function0A()))
      // case FlatMap(Free[Function0[_],A], A=>Free[Function0,B]]
      case FlatMap(a0,g) =>
        runTrampoline {
          a0 flatMap { a0 => g(a0) flatMap aFree2 }
        }
    }
  }


//@annotation.tailrec
def runTrampoline2[A](tra: Free[Function0,A]): A =
  tra match {
    // case Return(A)
    case Return(a1) => a1
    // case Suspend(Function0[A])
    case Suspend(function0A1) => {
      val a1: A = function0A1()
      a1
    }
    // case FlatMap(Free[Function0[_],A], A=>Free[Function0,A]]
    case FlatMap(free1, aFree2) => free1 match {
      // case Return(A)
      case Return(a2) => {
        val free2: Free[Function0,A] = aFree2(a2)
        val a3: A = runTrampoline2(free2)
        a3
      }
      // case Suspend(Function0[A])
      case Suspend(function0A) => {
        val a2: A = function0A()
        val free2: Free[Function0,A] = aFree2(a2)
        val a3: A = runTrampoline2(free2)
        a3
      }
      // case FlatMap(Free[Function0[_],A], A=>Free[Function0,B]]
      case FlatMap(a0,g) =>
        runTrampoline2 {
          a0 flatMap { a0 => g(a0) flatMap aFree2 }
        }
      }
      }

一个月前我问了一个类似的问题，关于类型注释破坏尾递归：Scala: type annotations make tail recursion check fail

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由 Aivean 解决。这是蹦床的修正版本。每个递归调用都位于包含它的案例的最后。

@annotation.tailrec
def runTrampoline3[A](tra: Free[Function0,A]): A =
  tra match {
    case Return(a1) => a1
    case Suspend(function0A1) => {
      val a1 = function0A1()
      a1
    }
    case FlatMap(free1, aFree2) => free1 match {
      case Return(a2) => {
        val free2 = aFree2(a2)
        runTrampoline3(free2)
      }
      case Suspend(function0A) => {
        val a2 = function0A()
        val free2 = aFree2(a2)
        runTrampoline3(free2)
      }
      case FlatMap(a0,g) =>
        runTrampoline3 {
          a0 flatMap { a0 => g(a0) flatMap aFree2 }
        }
     }
  }

Answer 1

似乎 Scala 编译器只有在调用自身是 实际上函数中的最后一个操作时才识别尾递归。

我反编译了两个不同的例子来检查这个。

尾递归：

斯卡拉：

def rec:Int = rec

java:

public final class _$$anon$1 {
  private int rec() {
    while (true) {}
  }
}

无尾递归：

斯卡拉：

def rec:Int = {
  val i = rec
  i
}

java:

public final class _$$anon$1 {
  private int rec() {
    final int i = this.rec();
    return i;
  }
}