Почему лень хорошо сочетается с прозрачностью ссылок?

Question

Я читал учебник по Haskell (Learn You a Haskell), в котором автор сказал, что лень хорошо сочетается с прозрачностью ссылок. После дополнительного чтения и некоторых поисков я все еще не понимаю, почему. Обратите внимание, что я понимаю, что хорошего в ссылочной прозрачности и лени, но меня беспокоит именно их.

Есть ли какая-то особая польза от комбинации двух?

Или, может быть, автор просто хотел сказать, что они оба хороши, и выразил это неоднозначно?

Answer 1

Это действительно легко. Нестрогая (например, ленивая) оценка означает, что задачи могут быть отложены. Но для того, чтобы что-то отложить, вам лучше быть уверенным, что вы получите позже тот же результат, что и сейчас, и это ссылочная прозрачность. Рассмотрим этот императивный код Java:

long start = System.currentTimeMillis(); //get the start time
runBenchmarkFunction();
System.out.println("Run took " + (System.currentTimeMillis() - start) + " ms"); 

Теперь ленивый язык отложил бы оценку первой строки, потому что запуск необходим только в третьей строке. Таким образом, результат будет 0 (или очень близко к нему). Возможно, это не то, что вы хотите. Причиной этой проблемы может быть то, что System.currentTimeMillis не является ссылочно-прозрачным. В этом случае у вас не возникло бы никаких проблем, если бы это была функция в "математическом смысле", такая как sin или ln, которые являются ссылочно-прозрачными.

Answer 2

Ссылочная прозрачность означает, что функция всегда будет возвращать один и тот же вывод при одинаковом вводе. Так что если не имеет значения, является ли функция ленивой или строгой. Ленивая функция будет вычислять свой вывод в какое-то неизвестное время в будущем, но из-за ссылочной прозрачности вам гарантируется, что выходные данные всегда будут одинаковыми для заданных входных данных.

Таким образом, ссылочная прозрачность гарантирует правильность ленивых функций.

Answer 3

Рассмотрим этот код Python, где генератор используется для ленивого вычисления бесконечной последовательности. Он не имеет ссылочной прозрачности из-за использования глобального состояния, поэтому вызывающая сторона генератора не может быть уверена в том, что на полученный результат не повлияло какое-то другое событие.

foo = 0

def foo_sequence():
    global foo
    while True:
        foo += 1
        yield foo

>>> generator = foo_sequence()
>>> generator.next()
1
>>> generator.next()
2
>>> foo = 5
>>> generator.next()
6

В этом случае вызывающая сторона предпочла бы генерировать всю последовательность атомарно, чтобы предотвратить такие события. Следовательно, отсутствие ссылочной прозрачности (в этом надуманном примере) делает лень непривлекательной.