在上文咱们定义了if函数还存在一个问题,那就是当参数是atom或简略的不波及递归的函数时一切正常,如果波及到递归函数就出问题了,这里有一个经典的例子
(define fact (lambda ( n) (if (= n 1) 1 (* n (fact (- n 1))))))
(fact 5)
而后会呈现StackOverflowError的异样,让咱们剖析一下为什么会出现异常呢?
首先咱们先看一下咱们自定义的if函数
if
(define if (lambda (p then_v else_v) ((or (and p car) cdr) (cons then_v else_v))))
问题是怎么产生的呢?
起因在于 if函数的 p、then_v、 else_v的这三个入参对应的表达式,作为入参时会在办法被调用时解开(执行取得后果 (getAtom)),那为什么 atom 或 不波及递归的函数失常呢?
起因在于getAtom这个办法: 在 o 也就是入参 是 表达式或变量时会执行eval,而入参是atom 或 function 则间接返回 o
private static Object getAtom(Object o, Cons exp, Env env) { if (IS_EXP.test(o)) { return eval((Cons) o, env); } else if (IS_SYMBOLS.test(o)) { return eval(toSubCons(o, exp), env); } else { return o; }}
当执行 fact 函数时,咱们会发现 fact 中 if函数 入参 else_v 对应的表达式 (* n (fact (- n 1))) 会被getAtom (此时 o 是 else_v 对应的表达式) ,而 fact 再次被触发 else_v 对应表达式再次被getAtom (此时 o 还是 else_v 对应的表达式),于是陷入了循环中从而呈现了StackOverflowError的异样。
怎么解决
从方才的剖析咱们晓得了else_v对应的表达式在getAtom办法中执行eval导致的问题呈现,那么只有不触发 getAtom eval即可,这里对应的是 else_v不被执行,恰好咱们的lambda能够做到这点(懒加载 提早执行),让咱们革新一下 fact函数
(define fact (lambda ( n) (if (= n 1) 1 (lambda () (* n (fact (- n 1)))))))
而后执行 (fact 5) 失去了 120 的后果,一切正常了,(还是通过一个中间层即可解决的问题)然而这样写也太麻烦了吧, 咱们能够写一个 函数简化 (lambda () ()) 这步操作,于是咱们有了 lazyfun 这个函数
(define lazy-fun (lambda (exp) ( lambda () (exp))))
而后咱们给它起个别名 持有表达式援用的函数
(define quote lazy-fun)
咱们fact 函数变成了这样
(define fact (lambda ( n) (if (= n 1) 1 ( quote (* n (fact (- n 1)))))))
执行 (fact 5)后又呈现了 StackOverflowError, 奇怪了难道
(define a (lambda () (* n (fact (- n 1)))))(define quote (lambda (exp) ( lambda () (exp))))(define b (quote (* n (fact (- n 1)))))
a b 不等价吗?从数学上来看是等价的,但从咱们程序上来看他们并不是一样的表达式构造,
首先让咱们看一下 a,在看a 之前先放上咱们解释器解释lambda 关键字的源码
private static Function<ApplyArgs, Object> lambda(Cons cdr, Env env) { return (applyArgs) -> { Object[] x = applyArgs.getLazyArgs().get(); Cons args = cdr.carCons(); Cons body = cdr.cdr(); validateTrue(args.data().size() == x.length, cdr.parent()+"参数不统一"); Env env0 = Env.newInstance(env); int i = 0; for (Object argName : args) { env0.setEnv(((Symbols) argName), x[i]); i++; } return applyArgs.getEval().apply(body, env0); };}
接着看a ,a 在下面源码中cdr对应的是 (() (* n (fact (- n 1)))),x 对应的是一个空数组;
而b 在定义时会先解释 quote, quote cdr对应的局部是((exp) (lambda () (exp))), x对应的是 须要 eval 解释的 (* n (fact (- n 1))) 的一个元素的数组;
问题便是出在了 quote 的 x 这里 他和 "问题是怎么产生的呢?" 起因是一样的 表达式 (* n (fact (- n 1)))在被解释时 陷入了 fact 的循环中了于是呈现了StackOverflowError。
个别问题到这里就告一段落,但 (lambda () (exp)) 写还是太啰嗦了 能不能 简略些 像 (quote exp) 这样呢? 答案是有的
咱们只须要自定义一个内置函数即可
quote
private static Function<ApplyArgs, Object> quote(Cons cdr, Env env) { return (applyArgs) -> applyArgs.getEval().apply(cdr.carCons(), env);}
还有一个小问题 懒加载 提早执行 是怎么做到的呢?
答案便是高阶函数,问题高阶函数是怎么做到的呢?
答案是 apply(v, cdr, env)
当 apply 执行时 内置的lambda函数返回了一个函数(叫r吧),r函数做为后果被返回了,并没有再次被 apply ,这个时候因为r还是函数不会被getAtom 解开,直到r作为变量或表达式时被 apply(v, cdr, env) 到才会执行,从而将r解开,
r解开的过程 applyArgs.getEval().apply(body, env0) 这行代码会被执行到于是又进入了下一个循环中,直到程序执行完。
总结
又是一个中间层即可解决的问题,如同也能了解函数编程遍及度没有面向对象遍及度高的起因了,太多的递归中产生了过多的心智累赘,apply 和 eval 是一对相互调用的好兄弟,但要记得有退出条件哦,不要陷入有限相互调用的中去从而产生StackOverflowError。