Question

我看过有关letrec的所有内容，但我仍然不明白它为语言带来了什么。似乎所有用letrec表达的东西都可以很容易地写成递归函数。但是，如果语言已经支持递归函数，是否有任何理由将公开 letrec作为编程语言的一个特性？为什么有几种语言都会暴露出来？

我认为letrec可能用于实现其他功能，包括递归函数，但这与它本身应该是一个功能的原因无关。我还读到有些人发现它比某些lisps中的递归函数更具可读性，但同样这也不相关，因为该语言的设计者可以努力使递归函数足够可读，不需要其他功能。最后，我被告知letrec可以更简洁地表达某些类型的递归值，但我还没有找到一个激励的例子。

Answer 1

TL; DR：define letrec。这使我们能够首先编写递归定义。

考虑

let fact = fun (n => (n==0 -> 1 ; n * fact (n-1)))

这个定义正文中的名称fact指的是什么实体？对于let foo = val，val是根据已知实体定义的，因此它不能引用尚未定义的foo 。就范围而言，可以说（并且通常是）let方程的RHS在外部范围内定义。

内部fact实际指向正在定义的内容的唯一方法是使用letrec，其中允许定义的实体引用定义它的范围。因此，虽然在定义正在进行时对实体进行评估是一个错误，但将引用存储到其（将来，此时的时间）值是正常的 - 在使用{{ 1}}就是。

您引用的letrec只是define另一个名称。在Scheme中也是如此。

如果没有定义实体的能力来引用自身，即在具有非递归letrec的语言中，要进行递归，就必须求助于使用诸如y-combinator之类的神秘设备。这很麻烦，通常效率低下。另一种方式是像

这样的定义

let

因此let fact = (fun (f => f f)) (fun (r => n => (n==0 -> 1 ; n * r r (n-1))))为实现效率和程序员的便利性提供了表格。

然后问题变成了，为什么要揭露非 - 递归letrec？哈斯克尔确实没有。 Scheme包含let和letrec。一个原因可能是完整性。另一个可能是let的更简单的实现，在内存中使用较少的自引用运行时结构使得垃圾收集器更容易。

你要求一个动机的例子。考虑将Fibonacci数定义为自引用惰性列表：

let

使用非递归letrec fibs = {0} + {1} + add fibs (tail fibs)将定义列表let的另一个副本，以用作元素添加函数fibs的输入。这将导致的另一个副本的定义<{1}}，以便在条款中定义。add。等等;访问 n 的Fibonacci数将导致在运行时创建和维护一系列 n-1 列表！不是一张漂亮的照片。

并且假设同样fibs也用于fibs。如果没有，所有的赌注都会被取消。

我需要的是tail fibs使用本身，引用本身，因此只保留列表的一个副本。

Answer 2

注意：虽然这不是Scheme特定的问题，但我使用Scheme来证明这些差异。希望你能阅读一些小的lisp代码

letrec只是一个特殊的let，其中绑定本身是在评估表示其值的表达式之前定义的。想象一下：

(define (fib n)
  (let ((fib (lambda (n a b) 
               (if (zero? n) 
                   a 
                   (fib (- n 1) b (+ a b))))))
    (fib n))

此代码失败，因为fib的主体中确实存在let，它确实存在于它定义的闭包中，因为在评估lambda时绑定不存在。为了解决这个问题letrec来救援：

(define (fib n)
  (letrec ((fib (lambda (n a b) 
                  (if (zero? n) 
                      a 
                      (fib (- n 1) b (+ a b))))))
    (fib n))

letrec只是这样做的语法：

(define (fib n)
  (let ((fib 'undefined))
    (let ((tmp (lambda (n a b) 
                 (if (zero? n) 
                     a 
                     (fib (- n 1) b (+ a b))))))
      (set! fib tmp))
    (fib n)))

所以在这里你清楚地看到fib在lambda被评估时存在，并且绑定稍后被设置为闭包本身。绑定是相同的，只有它的指针已经改变。它的循环参考101 ..

那么当你创建一个全局函数时会发生什么？显然，如果要进行递归，则需要在评估lambda之前存在或者必须突变环境。它也需要解决同样的问题。

在函数式语言实现中，突变不正常，您可以使用Y（或Z）组合器解决此问题。

如果您对如何实施语言感兴趣，建议您从Matt Mights articles开始。

letrec作为编程语言功能的优点是什么？

2 个答案: