Question

我知道Scheme是尾递归的，但如果一个函数在let绑定中调用自己，那么绑定值是否会保留在内存中，即使它们不需要？我有类似的代码：

(define (some-function)
  (let ((c (read-char)))
    (some-function)))

实际功能有点复杂，但由于流程等因素相同，因此无关紧要。因为从let块内部调用函数，是否会保留'c'的值？如果这个功能持续一段时间，我不想浪费大量的额外内存。

Answer 1

如果一个函数是尾递归的，那么如果递归函数调用是作为函数的一部分计算的最后一个东西，在你的代码就是这种情况，递归不会在内存中保留任何局部变量，所以栈空间消耗保持不变。

如果它不是递归递归，那么如果在递归之后仍然有一些事情要做，那么c必须保留在内存中，使得函数消耗O(n)堆栈空间其中n是递归的数量。一个例子就是：

(define (some-function)
  (let ((c (read-char)))
  (+ c (some-function))))

这里将在递归之后执行添加，因此在执行递归调用时必须将c保留在内存中。

Answer 2

考虑你的例子：

(define (some-function)
  (let ((c (read-char)))
    ; <HERE>
    (some-function)))
(some-function)

假设我们运行此程序。该程序将一遍又一遍地循环调用some-function。在某些时候，垃圾收集器被激活。假设为了参数，进程（正在运行的程序）在标记为<here>的点上被中断。

垃圾收集器的工作是回收不再使用的内存。 “使用中”是什么意思？

正在使用一块内存，如果在程序继续时可能会使用它（或占用内存的值）。名称c绑定到一个字符，因此无法回收该字符。但是，由于对some-function的调用是尾递归的，因此一次只调用一次some-function。这意味着可以回收c的所有旧值。

对于循环函数尾部调用的命名循环，仅使用最新的值。（这些值会保留在内存中，直到垃圾收集器被激活为止。）

一个小实验，试试：

(let loop ((v 0))
  (loop (make-vector 100000 42))

这个程序循环和循环。对于每一轮，分配长度为100000的向量。如果内存不足，您就知道v的值不是垃圾回收。如果程序不间断运行，那么垃圾收集器就可以回收内存。

Answer 3

在尾部位置，绑定变量不需要存在。在呼叫时，只有创建过程时可用的变量才可用。

(define (some-function)
  ;; only global variables exist at this point
  (let ((c (read-char)))
    ;; c exists for a brief time 
    (some-function)))

在过程中评估变量some-function之后，在应用评估的c之前删除some-function。一次只存在一个c。

想象一下这个稍微改动的版本：

(define (some-function previous)
  (let ((c (read-char)))
    (some-function c)))

除了some-function之前评估c和c以及previous被删除且申请已开始，我们才会对此进行评估。

要求以这种方式处理过程和变量。它被称为tail call optimization。

创建过程时，过程中使用的变量需要在过程存在期间存在：

(define (some-function2)
  (let ((c (read-char)))
    (lambda () c)))

(define test (some-function2))
(define test2 (some-function2))

现在。当some-function2调用完成时，变量将被移动到与过程相关的内容，并且仍然不是环境的一部分。这些过程称为闭包，每个过程中的c都是闭包变量，即使在绑定过程完成后也会存在。如果你习惯了其他语言，你可以想到这些变量存在于堆上。这些＆＃34;自由变量＆＃34;是什么让它在70年代创建时非常特别，而且每种编程语言都或多或少地基于这个原则。

从let绑定中递归 - Scheme

3 个答案: