Haskell中error函数多次打印Exception的原因及相关疑问

现象展示 #

单次调用error：

Prelude> error ""
*** Exception: 
CallStack (from HasCallStack):
  error, called at <interactive>:3:1 in interactive:Ghci1

两次嵌套调用：

Prelude> error (error "")
*** Exception: *** Exception: 
CallStack (from HasCallStack):
  error, called at <interactive>:2:8 in interactive:Ghci1

三次及更多嵌套调用时，会打印对应数量的*** Exception:提示。

我编写了如下函数，可按输入次数打印异常提示：

printException n = foldr (\c r -> c error r) id (replicate n (.)) ""

同时存在疑问：为何until (const False) error ""不会无限打印Exception？

问题解答 #

1. 嵌套调用error为何出现多份Exception提示 #

Haskell采用按需求值策略，调用error (e)时必须先求值参数e，才能完成外层error的调用流程。

以error (error "")为例：

• 外层error需要获取参数值，因此先触发内层error ""的求值，内层error抛出第一个异常；
• 外层error在尝试获取参数时捕获到该异常，自身也会抛出异常；
• GHCi处理未捕获的异常链时，会依次打印每一层触发的异常提示，因此嵌套n层就会出现n份*** Exception:。

你写的printException n本质是生成n层嵌套的error调用（比如n=3时等价于error (error (error ""))），因此会打印对应次数的异常提示。

2. 为何until (const False) error ""不会无限打印 #

先看until的标准定义：

until :: (a -> Bool) -> (a -> a) -> a -> a
until p f x = if p x then x else until p f (f x)

这里p是const False，永远返回False，但实际只会触发一次异常：

• 第一次执行f x（即error ""）时，会立即抛出异常，直接中断整个求值过程；
• 异常抛出后，程序没有机会执行到递归分支until p f (f x)，因此不会触发后续的error调用，自然不会无限打印异常提示。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Damian Rafael Lattenero