如何理解哈斯克尔中的流

Question

我正在读《为你学习一个伟大的好事的哈斯克尔》第9章：输入和输出。有一个用于解释流的示例代码：

main = do   
  withFile "something.txt" ReadMode (handle -> do  
    contents <- hGetContents handle  
    putStr contents) 

书上说：

这就是为什么在这种情况下它实际上读取一行，将其打印到 输出，读取下一行，打印它，等等。

但是在之前的内容中，对于同一示例，它还说：

这真的很酷，因为我们可以将内容视为整个内容。 的文件，但它并没有真正加载到内存中。

我是函数式编程的新手，我对此感到非常困惑，如果一次读取一行，为什么我们可以contents作为全部内容？我虽然contents <- hGetContents handle中的contents只是一行的内容，Haskell是将每一行的内容保存到临时内存中还是其他什么？

Answer 1

如果内容一次读取一行，为什么我们可以将内容视为整个内容？

首先请注意，没有必要逐行阅读内容（尽管有可能，但我稍后会谈到这一点）。作者的意思是，即使整个文件没有加载到内存中，您也可以从概念上假设变量contents具有文件的全部内容。这是可能的，因为文件的延迟流式传输（如果您更感兴趣，您可以查看源以查看低级详细信息。它基本上使用unsafeInterleaveIO来实现这一点）。

Haskell是否将每一行的内容保存到临时内存或其他内容中？

这取决于所使用的缓冲类型。根据文档，它取决于底层文件系统：

打开句柄时的默认缓冲模式为 依赖于实现，可能依赖于文件系统对象 连接到该手柄。对于大多数实现，物理 文件通常是块缓冲的，终端通常是 行缓冲。

但是您可以使用hGetBuffering :: Handle -> IO BufferMode来查看自己所处的缓冲模式。

Answer 2

如何理解哈斯克尔中的流

您可以将其视为一个函数，该函数

在调用时返回一些结果（不是全部）以及一个回调函数，以在需要时获取其余结果。因此，从技术上讲，它为您提供了整个内容，但一次只能提供一块，并且只有在您要求其余内容时才提供。

如果Haskell没有非严格的语义，你可以通过这样的东西来实现这个概念：

data Stream a = Stream [a] (() -> Stream a)
instance (Show a) => Show (Stream a) where
    show (Stream xs _) = show xs ++ " ..."
rest :: Stream a -> Stream a -- ask for the rest of the stream
rest (Stream _ f) = f ()

然后假设你想要一个迭代整数的流。您可以返回前 3 个并推迟其余部分，直到用户要求它：

iter :: Int -> Stream Int
iter x = Stream [x, x + 1, x + 2] (_ -> iter (x + 3))

然后

> iter 0
[0,1,2] ...

但是如果你继续要求其余的，你会得到整个内容

> take 5 $ iterate rest (iter 0)
[[0,1,2] ...,[3,4,5] ...,[6,7,8] ...,[9,10,11] ...,[12,13,14] ...]

或

> let go (Stream [i, j, k] _) acc = i:j:k:acc
> take 20 . foldr go [] $ iterate rest (iter 0)
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19]

引擎盖下的线路缓冲也是如此。它读取并返回第一行，但随后您可以请求下一行和下一行，...因此，从技术上讲，即使一次只读取一行，您也可以获得整个内容。

Answer 3

请注意，hGetHandle本身从不读取任何内容;它只是返回一个IO操作，当最终执行时，将从文件中读取。当与putStr with hGetContents handle >>= putStr（只是脱糖的do表示法）结合使用时，您将获得一个 IO 操作，该操作采用句柄并将其内容输出到屏幕。在 Haskell 程序本身的任何时候，您都不会指定这是如何发生的;这完全取决于Haskell运行时以及它如何执行您创建IO操作。