グラスゴー・ハスケル・コンパイラ

初期リリース以来、公式ウェブサイト^{[ 9 ]}ではGHCをThe Glasgow Haskell Compilerと呼んでいますが、実行可能バージョンのコマンドではThe Glorious Glasgow Haskell Compilation Systemと識別されています。^{[ 10 ]}これはドキュメントにも反映されています。^{[ 11 ]}当初は、内部名がThe Glamorous Glasgow Haskell Compilerでした。^{[ 12 ]}

Haskellには多くの拡張機能が提案されています。これらは言語仕様に記載されていない機能を提供したり、既存の構成要素を再定義したりします。そのため、すべての拡張機能がすべてのHaskell実装でサポートされているとは限りません。拡張機能を記述し、将来の言語仕様バージョンに含める拡張機能を選択する取り組みが現在進行中です^{[ 19 ] 。}

グラスゴーHaskellコンパイラがサポートする拡張機能^{[ 20 ]には以下が含まれます。}

• ボックス化されていない型と演算。これらは、ヒープへのポインタによる間接参照や遅延評価の可能性なしに、基盤となるハードウェアのプリミティブなデータ型を表します。数値計算を多用するコードは、これらの型を使用してコーディングすると大幅に高速化できます。
• 値、パターンバインディング、またはデータ型フィールドに対して、厳密な評価を指定する機能。
• モジュール、パターン、リスト内包表記、演算子、レコード、タプルを扱うための、より便利な構文。
• 矢印と再帰的に定義されたモナド値を用いた計算のための構文糖衣。これらの概念はどちらも、標準Haskellで提供されているモナドdo記法を拡張するものです。
• 以下に説明する、より強力な型と型クラスのシステム。
• Template Haskellは、コンパイル時メタプログラミングのためのシステムです。式を記述することで、抽象構文木形式のHaskellコードを生成できます。これらの式はコンパイル時に型チェックと評価が行われ、生成されたコードは元のコードの一部であるかのように組み込まれます。定義に対するリフレクション機能と組み合わせることで、言語のさらなる拡張のための強力なツールとなります。
• 準引用とは、ユーザーが式やパターンに対して新しい具体的な構文を定義できる機能です。準引用は、Haskellで書かれたメタプログラムがHaskell以外の言語で書かれたコードを操作する場合に便利です。
• 汎用型クラスとは、関数を、それが操作する型の代数的構造のみに基づいて指定するものです。
• 複数のCPUコアを使用した式の並列評価。スレッドを明示的に生成する必要はありません。処理の分散は、プログラムに記述された注釈に基づいて暗黙的に行われます。
• インライン展開や特定の型に対する関数の特殊化など、最適化を指示するためのコンパイラプラグマ。
• カスタマイズ可能な書き換えルールとは、ある式を同等だがより効率的に評価される式に置き換える方法を記述するルールです。これらはコアデータ構造ライブラリ内で使用され、アプリケーションレベルのコード全体のパフォーマンスを向上させます。^{[ 21 ]}
• レコードドット構文。他の多くのプログラミング言語の構文に似た、(ネストされている可能性のある)レコードのフィールドにアクセスするための構文糖衣を提供します。 ^{[ 22 ]}

表現力豊かな静的型システムは、Haskellの主要な特徴の一つです。そのため、言語拡張作業の多くは、データ型と型クラスに向けられてきました。

グラスゴーHaskellコンパイラは、理論的なSystem F _Cに基づいた拡張型システムをサポートしています。^{[ 14 ]}型システムへの主な拡張には以下が含まれます。

• 任意ランクおよび非述語的多相性。本質的に、多相性関数またはデータ型コンストラクタは、その引数の1つも多相性であることを要求する場合があります。
• 一般化された代数的データ型。多相データ型の各コンストラクタは、結果として得られる型に情報をエンコードできます。この型に対してパターンマッチングを行う関数は、コンストラクタごとの型情報を使用して、データに対してより具体的な操作を実行できます。
• 存在型。これらは、データとそのデータに対する操作を「バンドル」するために使用できます。これにより、基となるデータの具体的な型を公開することなく、操作を実行できます。このような値は、オブジェクト指向プログラミング言語におけるオブジェクトと非常によく似ています。
• 実際には値を持たないデータ型。これらは、型レベルのメタプログラミングでデータを表現する際に役立ちます。
• 型ファミリー：型から型へのユーザー定義関数。パラメトリック多相性はすべての型インスタンス化に対して同じ構造を提供するのに対し、型ファミリーはインスタンス化ごとに異なる実装を持つアドホック多相性を提供する。使用例としては、コンテンツ認識型最適化コンテナや型レベルのメタプログラミングなどが挙げられる。
• 動的なスコープを持つ暗黙的な関数パラメータ。これらは、型クラス制約とほぼ同じ方法で型に表現されます。
• 線形型(GHC 9.0)

型クラスに関連する拡張機能には以下が含まれます。

• 型クラスは複数の型に基づいてパラメータ化できる。したがって、型クラスは型の集合だけでなく、型間のn項関係も記述できる。
• 関数従属性とは、その関係の一部を型に関する数学的関数として制約するものです。つまり、制約によって、ある型クラスのパラメータが他のパラメータセットが固定されると、そのパラメータが完全に決定されることが規定されます。これにより、そうでなければ曖昧さが生じるような状況において、型推論のプロセスが円滑に進みます。
• 型クラスインスタンスの許容形状に関する規則が大幅に緩和されました。これらの機能が完全に有効化されると、型クラスシステムはコンパイル時に論理プログラミングのためのチューリング完全な言語となります。
• 上述のように、型ファミリーは型クラスと関連付けられる場合もあります。
• 特定の型クラスインスタンスの自動生成機能が、いくつかの点で拡張されました。ジェネリックプログラミングや一般的な再帰パターンに対応する新しい型クラスがサポートされています。また、新しい型が既存の型と同型であると宣言された場合、基となる型に対して宣言された型クラスインスタンスは、新しい型に「無料で」移行できます。