值类型

(Value Types)

值类型是（非递归的）数据类型，它们不在堆上分配，而是作为值在栈上传递。由于所有数据类型都是不可变的，从语义上讲这些类型就是等价的，但值类型可能更高效，因为它们避免了堆分配和引用计数（或者也可能更昂贵，因为它们需要复制而不是共享引用）。

默认情况下，任何大小最多为 3 个机器字（= 64 位平台上的 24 字节）的非递归归纳数据类型都被视为值类型。例如，二元组和三元组按值传递和返回。通常，这意味着在进行优化编译时，此类元组将返回到寄存器中。

3 个机器字是一个平衡点：在这个尺寸以下，复制成本通常低于引用计数开销，且有机会放进寄存器；超过这个尺寸，引用计数方案开始占优。

我们还可以通过在 type 或 struct 声明前使用 value 关键字，来强制将某个类型编译为值类型。

高级

装箱

为了支持泛型多态，值类型有时需要装箱（boxing）。list<a> 只有一份定义、编译成一种表示：无论 a 被实例化成什么，列表节点的元素槽都必须保持固定大小。普通元素（如 int）可以直接填入槽中，但元组这类值类型的内联表示随类型不同、维数不同而大小不一，放不进固定槽——于是元素只能装箱（boxed）、在堆上分配，列表节点的元素槽里存放的是指向元组的统一大小的指针。构造元组列表 [(1,True)] 时，编译器内部就把元素 (1,True) 转换为 [Box((1,True))]。

对常规数据类型和 int 而言，装箱是“免费“的：装箱表示与未装箱表示在数学上同构（一一对应、可逆无损），且编译器能在优化阶段消除不必要的装箱。此外，不超过 63 位（64 位平台上）的值类型采用就地装箱（in-place boxing），无需堆分配（如 int32）。float64 也有专门的底层表示优化：默认情况下，只有绝对值超出 2⁻⁵¹¹ 到 2⁵¹² 范围（无穷大与 NaN 除外）的 float64 才会堆分配。

对于性能敏感的代码，我们可以针对特定元素类型“特化“多态数据类型，以减少装箱带来的分配。例如：

type mylist
  MyCons{ head1: int; head2: bool; mytail: mylist }
  MyNil

这里把 list<(int,bool)> 特化成一个专门的递归类型：head1、head2 直接作为 MyCons 的内联字段存储，不再需要把元组装箱。于是前面 [(1,True)] 的例子对应写成 MyCons(1,True,MyNil)：原来每个元素需要两次分配（Cons 节点一次、堆上装箱的元组一次），现在只需为 MyCons 分配一次，还省掉了指向元组的间接引用。未来 Koka 开发组希望扩展编译器，自动执行这种特化，或通过特殊指令实现。