Haskell是否需要垃圾回收器？
我很好奇为什么Haskell实现使用GC。
我不能想到一个纯语言中需要GC的情况。 这只是减less复制的优化，还是实际上是必要的？
我正在寻找代码，如果GC不存在将泄漏的示例代码。
正如其他人已经指出的，Haskell需要自动 ， dynamic的内存pipe理：自动内存pipe理是必要的，因为手动内存pipe理是不安全的; dynamic内存pipe理是必要的，因为对于某些程序，只能在运行时确定对象的生存期。
例如，考虑以下程序：
main = loop (Just [1..1000]) where loop :: Maybe [Int] -> IO () loop obj = do print obj resp <- getLine if resp == "clear" then loop Nothing else loop obj 在这个程序中，列表[1..1000]必须保存在内存中，直到用户键入“清除”。 所以这个生命周期必须dynamic确定，这就是为什么dynamic内存pipe理是必要的。
所以在这个意义上说，自动dynamic内存分配是必要的，实际上这意味着： 是的 ，Haskell需要一个垃圾回收器，因为垃圾回收是性能最高的自动dynamic内存pipe理器。
然而…
虽然垃圾收集器是必要的，但是我们可能会尝试find一些特殊情况，编译器可以使用比垃圾收集更便宜的内存pipe理scheme。 例如，给定
f :: Integer -> Integer fx = let x2 = x*x in x2*x2
我们可能希望编译器能够在f返回时（而不是等待垃圾收集器释放x2 ）安全地释放x2 。 本质上，我们要求编译器执行转义分析 ，将分配到垃圾收集堆中的分配尽可能地转换为堆栈中的分配 。
这不是太不合理的要求： jhc haskell编译器这样做，虽然GHC不。 西蒙马洛说 ，GHC的世代垃圾收集器使逃生分析大多是不必要的。
jhc实际上使用了一种复杂的逃生分析forms，即区域推断 。 考虑
f :: Integer -> (Integer, Integer) fx = let x2 = x * x in (x2, x2+1) g :: Integer -> Integer gx = case fx of (y, z) -> y + z
在这种情况下，一个简单的逃逸分析会得出结论， x2从f退出（因为它是在元组中返回的），因此必须在垃圾收集堆上分配x2 。 另一方面，区域推断能够检测到g返回时x2可以被重新分配; 这里的想法是x2应该被分配到g的区域而不是f的区域。
超越Haskell
如上所述，区域推理在某些情况下是有帮助的，但看起来很难与惰性评估有效地协调一致（参见Edward Kmett和Simon Peyton Jones的评论）。 例如，考虑一下
f :: Integer -> Integer fn = product [1..n]
有人可能会试图在栈上分配列表[1..n] ，并在f返回后释放它，但是这将是灾难性的：它将从使用O（1）内存（在垃圾收集下）到O（n ）内存。
在20世纪90年代和21世纪初，为严格的function语言ML进行了广泛的工作。 Mads Tofte，Lars Birkedal，Martin Elsman和Niels Hallenberg对他们在区域推理方面的工作做了一个相当可读的回顾 ，其中大部分都集成到了MLKit编译器中 。 他们尝试了纯粹的基于区域的内存pipe理（即没有垃圾收集器）以及混合的基于区域的/垃圾收集的内存pipe理，并且报告说他们的testing程序的运行速度比纯垃圾回收“慢10倍到4倍”收集版本。
我们举一个简单的例子。 鉴于这种
f (x, y)
您需要在调用f之前在某处分配pair (x, y) 。 你什么时候可以取消配对？ 你不知道。 当f返回时，它不能被解除分配，因为f可能会把这个对放在一个数据结构中（例如fp = [p] ），所以这个对的生命周期可能要比从f返回的时间长。 那么现在呢，说这两个人是放在一个单子里的，那么谁可以把这个单子分开呢？ 不，因为这个对可能是共享的（例如， let p = (x, y) in (fp, p) ）。 所以很难分辨何时可以解除分配。
Haskell中几乎所有的分配都是一样的。 也就是说，可能有一个分析（区域分析），给出了生命周期的上限。 这在严格的语言中工作得相当好，但在懒惰语言中则less得多（懒惰的语言比实现中的严格语言更倾向于进行更多的突变）。
所以我想回答这个问题。 为什么你认为Haskell不需要GC？ 你会如何build议内存分配？
你的直觉认为这与纯洁有关，这是有道理的。
Haskell被认为是纯粹的，部分原因是函数的副作用在types签名中被考虑。 所以如果一个函数有打印某些东西的副作用，那么它的返回types必须有一个IO 。
但是有一个函数在Haskell中被隐式地使用，并且其types签名没有被解释，在某种意义上什么是副作用。 即复制一些数据的function，给你两个版本。 在这种情况下，这可以通过在内存中复制数据来实现，或者通过增加债务来“虚拟”，之后需要还款。
可以devise具有更严格的types系统（纯粹“线性”系统）的语言，该系统不允许复制function。 从这样一种语言的程序员的angular度来看，Haskell看起来有点不纯。
实际上，Haskell的一个亲戚Clean具有线性（更严格的说是唯一的）types，这可以让我们知道不允许拷贝是什么样的。 但是Clean仍然允许复制“非唯一”types。
在这方面有很多的研究 ，如果你足够Google，你会发现不需要垃圾收集的纯线性代码的例子。 你会发现各种types的系统，可以告诉编译器什么样的内存可以使用，使编译器消除一些GC。
量子algorithm也是纯线性的。 每个操作都是可逆的，所以不能创build， 复制或销毁数据。 （它们在通常的math意义上也是线性的。）
与Forth（或其他基于堆栈的语言）进行比较也是有趣的，这些语言具有明确的DUP操作，可以在发生重复时进行清除。
另一种（更抽象的）思考方式是注意Haskell是由简单types的lambda演算构build的，它基于笛卡尔封闭类的理论，并且这种类包含一个对angular函数diag :: X -> (X, X) 。 基于另一类别的语言可能没有这种东西。
但总的来说，纯粹的线性编程太难以用了，所以我们解决了GC问题。
应用于Haskell的标准实现技术实际上比其他大多数语言要求的GC要求更高，因为它们从不改变以前的值，而是基于前面的值创build新的修改后的值。 由于这意味着程序不断分配和使用更多的内存，随着时间的推移，大量的值将被丢弃。
这就是为什么GHC程序的总分配数字（从千兆字节到兆兆字节）往往是这样高的：它们不断地分配内存，这只是感谢高效的GC在用完之前将其回收。
如果一种语言（任何语言）允许你dynamic地分配对象，那么有三种实际的方式来处理内存的pipe理：
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该语言只能允许您在堆栈上或启动时分配内存。 但是这些限制严格地限制了程序可以执行的计算types。 （在实践中，在理论上，你可以通过在Fortran中模拟dynamic数据结构，将它们表示为一个大arrays，这是可怕的…而与此讨论无关）。
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该语言可以提供一个明确的
free或dispose机制。 但是这依靠程序员来做对。 存储pipe理中的任何错误都可能导致内存泄漏……或者更糟的情况。 -
语言（或更严格的说是语言实现）可以为dynamic分配的存储提供自动存储pipe理器; 即某种forms的垃圾收集器。
唯一的其他select是永不回收dynamic分配的存储。 除了执行小计算的小程序之外，这不是一个实际的解决scheme。
把这个应用到Haskell中，语言没有1的限制，并且没有按照2的手动解除分配操作。因此，为了可用于非平凡的事情，Haskell实现需要包括垃圾收集器。
我想不出一个纯语言中需要GC的情况。
推测你的意思是一个纯粹的function语言。
答案是，在引擎盖下需要GC来回收语言必须创build的堆对象。 例如。
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纯函数需要创build堆对象，因为在某些情况下它必须返回它们。 这意味着它们不能在堆栈上分配。
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有可能是周期的事实（例如由
let rec产生）意味着引用计数方法不适用于堆对象。 -
然后有函数闭包……也不能在堆栈上分配，因为它们的生命周期（通常）是独立于创build它们的堆栈帧的。
我正在寻找代码，如果GC不存在将泄漏的示例代码。
几乎所有包含闭包或graphics数据结构的示例都会在这些条件下泄漏。
如果你有足够的内存，垃圾收集器是不必要的。 但实际上，我们没有无限的记忆，所以我们需要一些方法来回收不再需要的内存。 在像C这样的不纯的语言中，你可以明确地声明你已经完成了一些内存来释放它 – 但是这是一个变异的操作（你刚才释放的内存不再安全），所以你不能使用这种方法纯粹的语言。 因此，要么静静地分析哪里可以释放内存（在一般情况下可能是不可能的），像筛子一样泄漏内存（很好，直到用完）或使用GC。
Haskell是一种非严格的编程语言，但大多数实现使用call-by-need（懒惰）来实现非严格性。 在需求调用中，只有在运行时使用“thunks”（expression式等待被评估，然后覆盖自己，保持可见值才能在需要时重用的expression式）的情况下，才会评估它。
所以，如果你用thunk来懒惰地实现你的语言，那么你推迟了关于对象生命周期的所有推理，直到最后一刻，即运行时。 既然你现在对生命一无所知，唯一合理的做法就是垃圾收集。
GC是纯粹的FP语言中的“必备”。 为什么？ 操作分配和免费是不纯的！ 第二个原因是，不可变的recursion数据结构需要GC存在，因为反向链接为人类思维创造了深奥和不可维护的结构。 当然，反向链接是祝福，因为使用它的结构的复制是非常便宜的。
无论如何，如果你不相信我，只是尝试实施FP语言，你会发现我是对的。
编辑：我忘了。 懒惰是没有GC的地狱。 不要相信我？ 只要在没有GC的情况下尝试一下，例如C ++。 你会看到…的东西
