两个Haskell foo函数行为是否有差异？GHC编译产物差异解析

函数行为是否存在差异 #

这两个foo函数的行为完全一致。

具体细节：

• 第一个版本里，ws'是take 3 $ ws ++ repeat mempty的结果（必然是长度为3的列表，repeat mempty会无限补全元素），随后通过!! 0、!! 1、!! 2分别取出前三个元素；
• 第二个版本直接通过模式匹配(x:y:z:_)从take 3 $ ws ++ repeat mempty中提取前三个元素，由于take 3的结果至少有3个元素，模式匹配不会失败。

两种写法输入相同的情况下，输出完全一致，最终都会返回包含这三个元素的列表。

二进制文件大小差异的原因 #

这种差异并非GHC遗漏优化，而是两种写法触发了不同的优化路径：

• 第一种写法中，ws'作为中间列表变量，三次调用通用列表索引函数!!。GHC在-O2级别下，无法完全消除!!的通用逻辑（比如边界检查、列表节点遍历的通用代码），导致目标文件保留了额外代码；
• 第二种写法的模式匹配是更直接的列表解构方式，GHC可以直接将其编译为对列表前三个元素的直接提取操作，不需要保留!!函数的通用实现，生成的代码更紧凑；
• GHC优化器对不同语法结构的处理优先级和程度不同，模式匹配这种显式解构写法更容易被识别并生成精简代码，而中间变量加!!的写法，优化器没有将其完全等价转换为模式匹配形式，最终导致目标文件更大。

你可以通过ghc -O2 -ddump-simpl foo.hs查看GHC生成的中间简化代码，对比两种写法的编译过程差异，能更直观看到优化路径的不同。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Enlico