列表连接异常

Question

我有以下表达式：

let x = [1] ++ undefined ++ [3]

我遇到了以下异常：

[1*** Exception: Prelude.undefined
CallStack (from HasCallStack):
  error, called at libraries\base\GHC\Err.hs:79:14 in base:GHC.Err
  undefined, called at <interactive>:39:16 in interactive:Ghci20

与上面的表达式对应：

Prelude> let x = [undefined, undefined, undefined ]
Prelude> length x

在这里，我得到的结果 3 不是异常，因为值在调用之前不会被评估。

为什么前面的表达式引发异常？

Answer 1

如果你写：

let x = [1] ++ undefined ++ [3]

则x不计算。它存储为必须计算的表达式。但随后您查询 x。也就是说，你想要show x。现在 为了显示列表，必须评估整个列表（及其元素）。

现在 concat 运算符 (++) :: [a] -> [a] -> [a] 定义为：

(++) :: [a] -> [a] -> [a]
(++) (x:xs) ys = x : xs ++ ys
(++) [] ys = ys

例如 [1,2] ++ [3,4]：将导致：

   [1,2] ++ [3,4]
-> 1 : ([2] ++ [3,4])
-> 1 : 2 : ([] ++ [3,4])
-> 1 : 2 : [3,4]

或使用 undefined 时：

   [1,2] ++ undefined
-> 1 : ([2] ++ undefined)
-> 1 : 2 : ([] ++ undefined)
-> 1 : 2 : undefined

请注意，这是 lazily 完成的：只有在需要更多元素时才进一步连接。此外，(++) 不关心单个元素：如果一个元素包含计算量大的操作，该操作将推迟到需要计算它时才进行。

所以只要第一个列表还能发出元素，我们就不用管第二个列表。当到达第一个列表的末尾时，我们只需 return 第二个列表。

我们看到这部分有效：解释器打印 <b>[1</b>*** 异常：Prelude.undefined 所以在(++) 运算符的评估，[1] 的第一个元素 被发出 ，评估并打印。但是随后我们到达 undefined 并且 Haskell 无法处理它以打印它（它的元素）并终止。

如果你写 let x = [undefined,undefined,undefined] 而调用 length x，那么 列表的元素不会被评估。 length 定义如下：

length :: [a] -> Int
length [] = 0
length (_:xs) = 1 + length xs

注意函数中的下划线 (_)。 length 不关心单个元素。它会简单地遍历列表，直到它到达空列表 []，并且 return 算在内，所以 3.

如果另一方面你会写

length $ [1] ++ undefined ++ [2,3]

你会遇到同样的问题：

Prelude> length $ [1] ++ undefined ++ [2,3]
*** Exception: Prelude.undefined

因为为了遍历列表，我们必须将 [1] 与 undefined 连接起来。

列表连接异常

List concatenation with exception

haskell

exception

undefined

lazy-evaluation