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我正在尝试使用unsafeCoerceand Int8，Word8我发现了一些令人惊讶的行为（无论如何对我来说）。

Word8是一个 8 位无符号数，范围为 0-255。Int8是一个有符号的 8 位数字，范围为 -128..127。

由于它们都是 8 位数字，我认为将一个强制转换为另一个是安全的，并且只返回 8 位值，就好像它是有符号/无符号的一样。

例如，unsafeCoerce (-1 :: Int8) :: Word8我希望得到一个Word8255 的值（因为 -1 在有符号整数中的位表示与无符号整数中的 255 相同）。

但是，当我执行强制时，Word8行为很奇怪：

> GHCi, version 7.4.1: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
> import Data.Int
> import Data.Word
> import Unsafe.Coerce
> class ShowType a where typeName :: a -> String
> instance ShowType Int8 where typeName _ = "Int8"
> instance ShowType Word8 where typeName _ = "Word8"

> let x = unsafeCoerce (-1 :: Int8) :: Word8
> show x
"-1"
> typeName x
"Word8"
> show (x + 0)
"255"
> :t x
x :: Word8
> :t (x + 0)
(x + 0) :: Word8

我不明白怎么show x回到"-1"这里。如果您查看，结果中map show [minBound..maxBound :: Word8]没有可能的值。此外，即使类型没有改变，向数字添加 0 会如何改变行为？奇怪的是，似乎只有类受到影响——我的类返回正确的值。Word8"-1"ShowShowType

最后，代码fromIntegral (-1 :: Int8) :: Word8按预期工作，并返回 255，并与show. 编译器是否/可以将此代码简化为无操作？

请注意，这个问题只是出于对类型在 ghc 中的低级别表示方式的好奇。我实际上并没有在我的代码中使用 unsafeCoerce。

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就像@kosmikus 所说，两者Int8和Int16都是使用 实现的Int#，它在 32 位架构上是 32 位宽的（并且Word8在Word16引擎盖Word#下）。GHC.Prim 中的这条评论更详细地解释了这一点。

因此，让我们找出为什么这种实现选择会导致您看到的行为：

> let x = unsafeCoerce (-1 :: Int8) :: Word8
> show x
"-1"

的Show实例Word8 定义为

instance Show Word8 where
    showsPrec p x = showsPrec p (fromIntegral x :: Int)

并且fromIntegral只是fromInteger . toInteger。toIntegerfor的定义Word8是

toInteger (W8# x#)            = smallInteger (word2Int# x#)

其中smallInteger（在 integer-gmp 中定义）是

smallInteger :: Int# -> Integer
smallInteger i = S# i

并且word2Int#是具有类型的primopWord# -> Int# - C ++中的类似物reinterpret_cast<int>。这就解释了为什么您-1在第一个示例中看到：该值只是被重新解释为有符号整数并打印出来。

现在，为什么要加0给x你255？查看Num实例，Word8我们看到：

(W8# x#) + (W8# y#)    = W8# (narrow8Word# (x# `plusWord#` y#))

所以看起来narrow8Word#primop是罪魁祸首。让我们检查：

> import GHC.Word
> import GHC.Prim
> case x of (W8# w) -> (W8# (narrow8Word# w))
255

它的确是。这就解释了为什么添加 0 不是无操作 -Word8添加实际上将值限制在预期范围内。

于 2013-04-05T13:46:35.517 回答
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用过之后不能说有什么问题unsafeCoerce。如果您使用该功能，任何事情都可能发生。编译器可能将 a 存储Int8在一个单词中，并使用unsafeCoerce它来Word8破坏该单词中存储的内容的不变量。用于fromIntegral转换。

从Int8到Word8using的转换fromIntegral变成了movzbl在 x86 上使用 ghc 的指令，这基本上是一个空操作。

于 2013-04-05T08:41:23.230 回答