Haskell数据类型惰性引发<<loop>>错误的原因咨询

你的代码如下：

weird = ([1],[2]) <> weird
main = print (head $ fst weird)

你的直观理解存在偏差，核心问题出在元组的Semigroup实例实现和递归绑定的求值逻辑上：

• 元组的<>运算规则：对于(a,b) <> (c,d)，Haskell会先对右侧的元组(c,d)进行模式匹配，提取出两个元素后，再分别对左右元组的对应元素执行<>运算，最终得到(a<>c, b<>d)。
• 你的代码中weird = ([1],[2]) <> weird，等价于要求Haskell计算：weird = let (c,d) = weird in ([1]<>c, [2]<>d)。这时候求值器陷入了循环：
  1. 要执行<>运算，必须先把weird匹配成(c,d)，也就是需要weird的顶层构造器是元组(,)；
  2. 但weird本身的定义就是<>运算的结果，而<>运算的结果又是一个元组，这意味着必须先完成<>运算才能得到weird的构造器；
  3. 两者互相依赖，导致求值器无法推进，最终触发<<loop>>错误。

你以为的fst weird = [1] ++ fst weird之所以不成立，是因为这个推导的前提是fst (([1],[2]) <> weird) = [1] <> fst weird，但这个等式成立的前提是weird已经是一个能被匹配成元组的有效值——而你的递归定义里，weird根本无法完成这个匹配步骤，自然到不了列表拼接的阶段。

对比能正常运行的写法：

weird = (weirdFst, weirdSnd)
  where
    weirdFst = [1] ++ weirdFst
    weirdSnd = [2] ++ weirdSnd

main = print (head $ fst weird)

这里weird直接由两个递归列表构造为元组，不需要依赖<>运算的模式匹配。当取fst weird时，直接得到weirdFst，而weirdFst = 1 : weirdFst，head可以直接取到第一个元素1，不需要求值整个递归列表。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者141592653