Ocaml / F #의 함수가 기본적으로 재귀 적이 아닌 이유는 무엇입니까?

F # 및 Ocaml (및 기타 언어)의 함수가 기본적으로 재귀 적이 아닌 이유는 무엇입니까?

즉, 언어 디자이너 rec가 다음과 같은 선언에 명시 적으로 입력하는 것이 좋은 생각이라고 결정한 이유는 무엇입니까?

let rec foo ... = ...

기본적으로 함수 재귀 기능을 제공하지 않습니까? 명시 적 rec구성 이 필요한 이유는 무엇 입니까?

원래 ML의 프랑스와 영국 후손은 다른 선택을했으며 그들의 선택은 수십 년 동안 현대적인 변형으로 이어졌습니다. 그래서 이것은 단지 유산이지만 이러한 언어의 관용구에 영향을 미칩니다.

프랑스어 CAML 계열 언어 (OCML 포함)에서는 함수가 기본적으로 재귀 적이 지 않습니다. 이 선택을 통해 let새 정의의 본문 내에서 이전 정의를 참조 할 수 있으므로 해당 언어에서 사용하는 함수 (및 변수) 정의를 쉽게 대체 할 수 있습니다. F #은 OCaml에서이 구문을 상속했습니다.

예를 들어, pOCaml에서 시퀀스의 Shannon 엔트로피를 계산할 때 함수를 대체합니다 .

let shannon fold p =
  let p x = p x *. log(p x) /. log 2.0 in
  let p t x = t +. p x in
  -. fold p 0.0

p고차 shannon함수에 대한 인수 가 p본문의 첫 번째 줄에서 다른 인수 로 대체되고 본문 p의 두 번째 줄에서 다른 인수 가 어떻게 대체 되는지 확인하십시오 .

반대로, ML 계열 언어의 영국 SML 분기는 다른 선택을했으며 SML의 fun바인딩 된 함수는 기본적으로 재귀 적입니다. 대부분의 함수 정의에서 함수 이름의 이전 바인딩에 액세스 할 필요가없는 경우 코드가 더 간단 해집니다. 그러나, 대체 된 기능은 (다른 이름을 사용하여 만들어진 f1, f2범위 및 오염을 가능하게하는 등)에 실수 함수 잘못된 "버전"호출한다. 그리고 이제 암시 적으로 재귀 적 fun바운드 함수와 비재 귀적 바운드 함수 사이에 불일치가 val있습니다.

Haskell은 정의를 순수로 제한하여 정의 간의 종속성을 추론 할 수 있습니다. 이것은 장난감 샘플을 더 단순하게 보이게하지만 다른 곳에서는 엄청난 비용이 듭니다.

Ganesh와 Eddie가 제공 한 답변은 붉은 청어입니다. 그들은 let rec ... and ...유형 변수가 일반화 될 때 영향을주기 때문에 함수 그룹을 거인 안에 배치 할 수없는 이유를 설명 했습니다. 이것은 recSML의 기본값 과 관련 이 없지만 OCaml은 아닙니다.

를 명시 적으로 사용하는 한 가지 중요한 이유는 rec(다양한 방식으로 변경되고 확장되었지만) 모든 정적으로 형식화 된 함수형 프로그래밍 언어의 기초가되는 Hindley-Milner 형식 추론과 관련이 있습니다.

당신이 정의가있는 경우 let f x = x, 당신은 유형을 가지고 기대 'a -> 'a와 다른에 적용 할 수 'a서로 다른 지점에서 유형. 하지만 똑같이를 작성 하면 나머지 본문에서 로 취급 될 let g x = (x + 1) + ...것으로 예상 x됩니다 .intg

Hindley-Milner 추론이 이러한 구분을 다루는 방식은 명시 적 일반화 단계를 통하는 것 입니다. 프로그램을 처리 할 때 특정 지점에서 유형 시스템은 중지하고 "좋아요, 이러한 정의의 유형이이 지점에서 일반화 될 것입니다. 따라서 누군가이를 사용할 때 해당 유형의 모든 자유 유형 변수가 새로 인스턴스화 됩니다. 이 정의의 다른 사용을 방해하지 않습니다. "

이 일반화를 수행하는 합리적인 장소는 상호 재귀적인 함수 집합을 확인한 후입니다. 이전에는 너무 많이 일반화되어 유형이 실제로 충돌 할 수있는 상황이 발생합니다. 나중에는 너무 적게 일반화하여 여러 유형 인스턴스화에 사용할 수없는 정의를 만들 것입니다.

따라서 유형 검사기가 상호 재귀적인 정의 집합에 대해 알아야하므로 무엇을 할 수 있습니까? 한 가지 가능성은 범위의 모든 정의에 대한 종속성 분석을 수행하고 가능한 가장 작은 그룹으로 재정렬하는 것입니다. Haskell은 실제로이 작업을 수행하지만 제한없는 부작용이있는 F # (및 OCaml 및 SML)과 같은 언어에서는 부작용도 재정렬 할 수 있기 때문에 이것은 나쁜 생각입니다. 따라서 대신 사용자에게 상호 재귀적인 정의를 명시 적으로 표시하고 확장하여 일반화해야하는 위치를 표시하도록 요청합니다.

이것이 좋은 아이디어가되는 두 가지 주요 이유가 있습니다.

첫째, 재귀 적 정의를 활성화하면 동일한 이름 값의 이전 바인딩을 참조 할 수 없습니다. 이것은 기존 모듈을 확장하는 것과 같은 작업을 할 때 종종 유용한 관용구입니다.

둘째, 재귀 값, 특히 상호 재귀 값 세트는 순서대로 진행되는 정의이며, 각각의 새로운 정의는 이미 정의 된 것 위에 구축됩니다. 이러한 코드를 읽을 때 명시 적으로 재귀로 표시된 정의를 제외하고는 새 정의가 이전 정의 만 참조 할 수 있다는 보장을받는 것이 좋습니다.

몇 가지 추측 :

• let함수뿐만 아니라 다른 일반 값을 바인딩하는데도 ​​사용됩니다. 대부분의 값 형식은 재귀 적이 될 수 없습니다. 특정 형태의 재귀 값 (예 : 함수, 지연 표현식 등)이 허용되므로이를 나타 내기 위해 명시적인 구문이 필요합니다.
• 비 재귀 함수를 최적화하는 것이 더 쉬울 수 있습니다.
• 재귀 함수를 만들 때 생성 된 클로저에는 함수 자체를 가리키는 항목이 포함되어야합니다 (따라서 함수가 자신을 재귀 적으로 호출 할 수 있음). 이는 비 재귀 클로저보다 재귀 클로저를 더 복잡하게 만듭니다. 따라서 재귀가 필요하지 않을 때 더 간단한 비 재귀 클로저를 만들 수 있으면 좋을 것입니다.
• 이전에 정의 된 함수 또는 동일한 이름의 값으로 함수를 정의 할 수 있습니다. 나쁜 습관이라고 생각하지만
• 추가 안전? 의도 한대로하고 있는지 확인합니다. 예를 들어 재귀 적이 지 않지만 실수로 함수 자체와 동일한 이름을 가진 이름을 함수 내에서 실수로 사용한 경우 (이전에 이름이 정의되지 않은 한) 불평 할 가능성이 큽니다.
• 이 let구성은 letLisp 및 Scheme 의 구성 과 유사합니다 . 비재 귀적입니다. letrecScheme에는 재귀를위한 별도의 구조가 있습니다.

이것을 감안할 때 :

let f x = ... and g y = ...;;

비교:

let f a = f (g a)

이것으로 :

let rec f a = f (g a)

전자 는에 적용한 결과에 f이전에 정의 된 내용을 적용하도록 재정의 합니다 . 후자 는 일반적으로 ML 변형에서 원하는 것이 아닌에 영원히 적용 하도록 재정의 합니다 .fgafga

즉, 언어 디자이너 스타일입니다. 그냥 해.

그것의 큰 부분은 프로그래머가 로컬 범위의 복잡성을 더 잘 제어 할 수 있다는 것입니다. 의 스펙트럼 let, let*그리고 let rec제공하는 전력 및 비용 모두의 증가 수준. let*그리고 let rec본질적으로 간단한 버전을 중첩 let그래서 하나가 더 비싼 중 하나를 사용하여. 이 등급을 사용하면 당면한 작업에 필요한 수준을 선택할 수 있으므로 프로그램 최적화를 세부적으로 관리 할 수 ​​있습니다. 재귀 나 이전 바인딩을 참조 할 수있는 기능이 필요하지 않은 경우 약간의 성능을 절약 할 수있는 간단한 방법으로 대체 할 수 있습니다.

Scheme의 등급이 매겨진 동등 조건 자와 유사합니다. (예 eq?: eqv?및 equal?)