Question

SICP 3.2引入环境模型来替换替代模型。

我在学习这部分时做了以下测试：

(define a1 1)
(define (f1) a1)
(f1) ; return 1
(define (f2) (define a1 2) a1)
(f2) ; return 2
(define (f3) (define a1 2) (f1))
(f3) ; return 1，not 2

最后一个表达超出了我的预期。

来自SICP的句子令牌

通过构造一个框架，将过程的形式参数绑定到调用的参数，然后在构造的新环境的上下文中评估过程的主体，将过程对象应用于一组参数。新框架具有作为其封闭环境的应用程序对象的环境部分。

根据此规则，在f1内调用f3时，会创建一个新环境，其封闭环境是全局的，而不是在调用时创建的环境（调用E1} f2 1}}。对我来说，E1应该是封闭的环境。

为简洁起见，我画了两张描绘环境的照片

类似的C示例：

int a = 1;
void f1() {
    printf("a = %d from f1\n", a);
}
void f2() {
    int a = 2;
    printf("a = %d from f2\n", a);
}
void f3() {
    int a = 2;
    f1();
}
int main() {
    f2();
    f3();
    return 0;
}
print:
a = 2 from f2
a = 1 from f1

我有什么遗漏的吗？或为什么f3和Scheme中的C打印1而不是2？

Answer 1

考虑到在环境模型中，当您定义一个函数时，实际上您获得了一个闭包，这是一对（函数，环境，用于评估 free 函数的变量）。自由变量值是函数中提到的变量，它不是参数或局部变量，因此，当实际执行函数时，它将在闭包的环境部分中进行搜索。

因此，当您定义f1时，返回的闭包具有当前全局环境作为环境，其中a1具有值1。

在f2的定义中，您将a1定义为2。这是本地定义，因此在正文中，首先在本地环境中搜索a1的值，然后找到2。

在f3的定义中，您再次将a1定义为2，并且此绑定再次出现在本地环境中，但您调用f1，即a1一个闭包，在其执行期间，根据f1的定义搜索1的值（找到的值是在闭包建筑中使用的环境中出现的值）时间，即2。）

这种解释变量的方式称为静态绑定，与动态绑定形成对比，其中结果为f3。

请注意，C和Scheme都使用静态绑定，而您的C示例正好显示：调用1的结果为f1，因为这是f1内打印的值。另一方面，图像不正确。您应该将环境视为一组帧，每个帧都包含连接到其他帧的绑定（即耦合变量，当前值）。因此f2，f3，E1的关闭是不同的。

下图显示了全球环境的增长：

a1是E2定义后的全球环境。在f1定义之后的f1，您可以注意到f1的值是指向第二帧的闭包（这允许递归定义，因为a1可以在原则称自己）。在闭包中，E1的值是E3中的值。 f2是定义a1之后的环境，其中闭包首先指向本地环境，其中2等于E4，然后指向当前的全局环境。最后f3是a2定义后的全球环境。请注意，新闭包还有一个2等于f3的本地环境。

调用f1时，f1内的E2将被检索为f1中a1 = 1的值，并且在评估f3时，使用(define a1 2)。

另一方面，使用动态绑定，不需要创建闭包。在当前环境中评估每个函数，该环境是使用参数绑定和本地定义扩展的全局环境。所以你可以想象全球环境现在只有这种形式：

但在评估(f1)时，f1会向环境添加新框架：

并使用此环境评估最后一个表单a2。在此评估期间，在环境中检索2，并在相同（唯一）环境中再次评估正文，其中%c值printf。

Answer 2

这里棘手的部分是f2中的内部定义。

如果您尝试使用set!代替define的此计划你会得到你期望的结果（为了清楚起见，我改名为最后一个功能到f3）。

(define a1 1)
(define (f1) a1)
(f1) ; return 1
(define (f2) (set! a1 2) a1)
(f2) ; return 2
(define (f3) (define a1 2) (f1))
(f3) ; return 1，not 2

输出：

1
2
2

现在您没有看到原始程序中的行为是由于的原因内部定义：

 (define (f2) (define a1 2) a1)

内部定义将扩展为

 (define (f2) 
   (letrec ((a1 2))
     a1))

如果我们重命名变量是：

 (define (f2) 
   (letrec ((a2 2))
     a2))

因此内部定义将分配一个新变量，因此a1绑定的原始位置不受影响 - 因此保持值为1。

注意：在REPL（顶级）中使用define定义已定义的变量等同于`set！。这是顶级定义，内部定义是两个独立的概念。

方案环境模型关闭问题

2 个答案: