24、函数式编程语言中的惰性求值与优化

函数式编程语言中的惰性求值与优化

1. 函数式语言编译的性能问题与解决方法

在函数式语言中，函数调用时栈帧的压入和弹出操作可能会影响性能。优化编译器采用不同方法解决此问题：
- 编译时逃逸分析 ：可识别哪些闭包记录不会在创建它们的函数结束后继续存在，这些记录可进行栈分配。例如在 printTable 函数中，使用逃逸分析能让“函数式”代码与“命令式”代码几乎相同。
- 高效的堆分配和垃圾回收 ：若堆分配和垃圾回收操作成本极低，创建和回收堆分配的记录只需四到五条指令，这会使函数式的 printTable 与命令式的运行速度相近。

2. 等式推理与惰性求值的引入

等式推理有助于理解函数式程序，其中重要的原则是 β - 替换。若 f (x) = B ，则 f (E) 等价于将 B 中所有 x 替换为 E 后的表达式。然而，在 PureFun - Tiger 程序中，通过等式推理看似等价的程序，实际行为可能不同。

例如以下两个程序片段：

let
    function loop(z:int):int=
        if z>0 then z
        else loop(z)
    function f(x:int):int=
        if y>8 then x
        else -y