比代数数据类型更喜欢CPS的要求是什么?

我对代数数据类型的经验很少,因为我使用一种没有本地支持的语言。通常可以使用延续传递风格来获得远程相似的体验,但处理 CPS 编码类型不太舒服。

考虑到这一点,为什么像 Parsec 这样的库会使用 CPS?

newtype ParsecT s u m a
    = ParsecT {unParser :: forall b .
                 State s u
              -> (a -> State s u -> ParseError -> m b) -- consumed ok
              -> (ParseError -> m b)                   -- consumed err
              -> (a -> State s u -> ParseError -> m b) -- empty ok
              -> (ParseError -> m b)                   -- empty err
              -> m b
             }

一个线索是try解析器,它通过在两种情况下传递空错误延续来排除消耗的错误情况:

try :: ParsecT s u m a -> ParsecT s u m a
try p =
    ParsecT $ s cok _ eok eerr ->
    unParser p s cok eerr eok eerr
--                   ^^^^     ^^^^

这是可能的,因为 continuationcerr和continuationeerr的类型相同,只是位置不同,这让我想起了结构类型。虽然我认为你不能用 ADT 做到这一点,但可能有一种方法可以用它们实现相同的行为。除此之外,单个组合器无法证明依赖 CPS 的影响深远的决定是合理的。那么为什么会做出这个决定呢?

回答

此更改由 Antoine Latter于 2009 年 3 月 2 日在提交 a98a3ccb 中进行。提交评论只是:

commit a98a3ccbca9835fe749b8cd2d475a0494a84a460
Author: Antoine Latter <aslatter@gmail.com>
Date:   Mon Mar 2 00:20:00 2009 +0000

    move core data type over to CPS

它取代了 ParsecT 的原始 ADT:

data ParsecT s u m a
    = ParsecT { runParsecT :: State s u -> m (Consumed (m (Reply s u a))) }

使用您问题中的新版本,添加一个runParsecT适配器以将所有内容转换回来:

runParsecT :: Monad m => ParsecT s u m a -> State s u -> m (Consumed (m (Reply s u a)))
runParsecT p s = unParser p s cok cerr eok eerr
    where cok a s' err = return . Consumed . return $ Ok a s' err
          cerr err = return . Consumed . return $ Error err
          eok a s' err = return . Empty . return $ Ok a s' err
          eerr err = return . Empty . return $ Error err

我看到他在 2009 年 2 月发表了一篇博客文章,其中他写了关于最终理解 CPS 风格的文章,并写了关于MaybeT. 他没有谈论任何性能上的优势,而只是指出,CPS风格有优势Monad,并MonadPlus为实例MaybeT可能不调用写入>>=return底层单子或做明确的情况下,分析Maybe值。

在2009 年 12 月晚些时候的一篇博客文章中,他写到了他“对功能化 monad 转换器的痴迷”,给出了一个例子ErrorT并明确指出:

我还没有对这是否对任何事情更快进行基准测试,但我发现整个事情很有趣。

然而,他随后在同一篇博文中继续讨论如何向 Parsec 3 添加功能以使其成为 monad 转换器而不是普通的旧 monad 并在输入类型上对其进行参数化导致性能不佳(在某些情况下大约慢 1.8 倍)基准)。他发现转换为 CPS 风格使 Parsec 3 与 Parsec 2 一样快,至少在没有使用这些新抽象(转换器)时是这样。

推测时间,我认为 Antoine 认为 CPS 很“酷”并且有吸引他的风格优势,所以他在研究 Parsec 3 时把它放在首位。当 Parsec 3 中的新抽象导致性能问题时,他偶然发现将其转换为 CPS 似乎可以修复它们,尽管他没有详细研究原因(只是博客文章中的一些推测)。然而,我有点不清楚他在发现性能优势之前真正先转换为 CPS,还是在尝试 CPS 时期望它可能有助于性能。博客文章读起来像是有意进行转换以解决性能问题,但这可能只是为了在博客文章中进行更简单的阐述。


回答

一个大问题是ParsecTmonad 转换器,使用 ADT 定义的 monad 转换器比使用 CPS 的 monad 转换器更能阻止优化。

该表达式pure x >>= k :: ExceptT e m a给出了一个最小的说明性示例。

  1. 使用ExceptT e m a定义为m (Either e a),该表达式不能很好地简化,因为它涉及抽象(>>=)的底层 monad m

  2. ExceptT e m a定义为forall r. (Either e a -> m r) -> m rpure x >>= k基本上的β-减少了k x,未做任何假设m

您需要专门m优化一个类型的术语m (Either e a),而基于延续的变体可以在没有专门化的情况下走很长的路。

然而,CPS 也不是 Haskell 中的理想表示,因为延续是在堆上分配的函数。功能很便宜,但不是零成本。

归根结底,mmonad 转换器的抽象性确实妨碍了,要优化,您必须专门化,即打破模块化。因此,一个更有前景的方法是使用一些特殊的原始 monad ( IO) 和来自运行时系统的专门支持,作为效果系统的基础。


另请参阅Alexis King和相关库eff 的Less 效果。


以上是比代数数据类型更喜欢CPS的要求是什么?的全部内容。
THE END
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