Question

我目前正在使用Guile作为练习的主要语言来完成SICP。我在第3.5章实施练习时发现了一种奇怪的行为。我已经在各种平台上使用Guile 1.4，Guile 1.8.6和Guile 1.8.7重现了这种行为，并且我确定它并不特定于我的设置。

此代码工作正常（并计算e）：

  (define y (integral (delay dy) 1 0.001))
  (define dy (stream-map (lambda (x) x) y))
  (stream-ref y 1000)

以下代码应该给出相同的结果：

  (define (solve f y0 dt)
    (define y (integral (delay dy) y0 dt))
    (define dy (stream-map f y))
    y)
  (stream-ref (solve (lambda (x) x) 1 0.001) 1000)

但它会产生错误信息：

standard input:7:14: While evaluating arguments to stream-map in expression (stream-map f y):
standard input:7:14: Unbound variable:
y ABORT: (unbound-variable)

因此，当嵌入在过程定义中时，（定义y ...）不起作用，而在REPL的全局环境中的过程之外它可以正常工作。

我在这里做错了什么？如有必要，我也可以发布辅助代码（即积分，流映射等的定义）。除了cons-stream的系统相关代码之外，它们都在书中。我自己对Guile的cons-stream的实现如下：

(define-macro (cons-stream a b)
  `(cons ,a (delay ,b)))

Answer 1

你不能拥有彼此依赖的内部DEFINE;语言规范明确说明了这一点（R5RS 5.2.2）：

...必须可以评估 body 中每个内部定义的每个表达式，而无需分配或引用任何变量的值被定义。

您可以将此视为解释器收集所有DEFINES并以随机顺序在身体之前进行评估。因为订单是随机的，所以如果您希望它起作用，则不会存在任何相互依赖性。

SOLVE定义（＃71）甚至附有一个脚注，表示它不适用于所有方案。

您必须编写代码，以便一个定义非常明确地在另一个定义的范围内，例如嵌套LET：

(define (solve f y0 dt)
  (let ((y (integral (delay dy) y0 dt)))
    (let ((dy (stream-map f y)))
      y)))

Answer 2

在REPL中逐个评估定义以及将它们放在solve内时发生的情况之间的关键区别在于，在第一种情况下，它们是按顺序评估的，因此y (stream-map <some-function> y)引用的表达式已经在范围内，而对于内部定义或letrec，它尚不可用。

有趣的是，麻省理工学院计划，我在通过SICP时使用，当时没有这样的问题，仍然对待letrec和内部定义不同：

;; this is an error
(letrec ((xs '(1 2 3)) (ys (map (lambda (x) (+ x 1)) xs))) ys)

;; this is still an error (and is treated as such by Guile),
;; yet evaluates to (2 3 4) in MIT Scheme
(let () (define xs '(1 2 3)) (define ys (map (lambda (x) (+ x 1)) xs)) ys)

我不确定最初的“算法语言方案的修订报告”或R2RS，但至少从内部定义上的R3RS应该等同于letrec。显然，麻省理工学院环境的这种独特性影响了这本书......或者也许是另一种方式。

Answer 3

根据评论中的想法（参考R5RS 4.2.2中的引用），我现在将“y”和“dy”的定义包装到(lambda () ...)中：

  (define (solve f y0 dt)
    (define (y) (integral (delay (dy)) y0 dt))
    (define (dy) (stream-map f (y)))
    (y))

这确保可以在不参考循环定义变量的情况下评估每个定义的<init>部分，因为定义是过程而不是与原始情况中的其他变量的表达式。

现在代码肯定慢得多（因为函数将递归包装）并且需要增加堆栈大小，但以下工作并产生正确的结果：

  (debug-set! stack 2000000)
  (stream-ref (solve (lambda (x) x) 1 0.001) 1000)

通过类似的修改，Michał的示例代码只要定义过程而不是变量就会起作用：

  (let ()
    (define (xs) '(1 2 3))
    (define (ys) (map (lambda (x) (+ x 1)) (xs)))
    (ys))

适用于Guile 1.8.6。

Scheme中循环定义的问题

3 个答案: