SICP对指针的描述

Question

这句话来自SICP，我认为这是在谈论编程语言中的指针/引用。

正如我们所看到的，对提供了一种原始的“粘合剂”，我们可以使用它来构造复合数据对象。图 2.2 显示了一种可视化配对的标准方法——在本例中，配对由 (cons 1 2) 组成。在这种称为框和指针表示法的表示中，每个对象都显示为指向框的指针。原始对象的框包含对象的表示。例如，数字框包含一个数字。一对的盒子实际上是一个双盒子，左边的部分包含（指向）这对的汽车，右边部分包含 cdr。

在这种情况下，本书讨论的是对（例如（cons 1 2））以及它们是如何表示的。但是我们也可以使用对来构造一个这样的列表：

(cons 1 (cons 2 '()))

虽然 box-and-pointer-notation 只是一种表示法而且没用，但我认为这看起来很像一个链表。据我了解，链表是一种数据结构，其中包含一个值和指向另一个链表的指针。话虽如此，我认为 cons 可以像链表一样构造。我很困惑：

一对的盒子实际上是一个双盒子，左边的部分包含（指向）这对的汽车，右边部分包含 cdr。

我最初认为指针应该在 cdr 上，因为如果我们通过对构造一个列表，那将是下一个列表。

我认为这可能是一种不同类型的指针。在这种情况下，指针到底意味着什么？我知道的唯一指针是 c 中使用的指针。 SICP 有没有提到 c 指针？

Answer 1

我最初认为指针应该在 cdr 上，因为如果我们通过对构造一个列表，那将是下一个列表。

一个 cons 单元格有两个值，一个 car 值和一个 cdr 值。您放入其中的内容不受限制。你可以把任何东西放进去。

您可以使用 cons 单元构建不同的数据结构。单链表只是其中之一。它可以是二叉树、通过键和值提供访问的 cons 单元的关联列表、循环数据结构等等。

如果我们这样做

(cons
      (cons :foo 10)
      (cons :bar 5))

... 那么从 cons 单元格到它的 car 值的引用是如何完成的，对程序员来说几乎是隐藏的。大多数实现将在下面具有某种数据结构，其中包含从 cons 单元到其 car 和 cdr 组件的指针。通常会对字符和小整数 (fixnums) 等小对象进行优化——这些也可以直接存储在 car 和 cdr 中，而不是使用指向字符对象的指针。

总结：

cons 单元格有两个值：car 和 cdr。两者都是完全不受约束的：您可以引用任何其他对象/值。

大部分实现都是隐藏的。在 Lisp 中，您所得到的只是具有基本功能的以下界面：

• (consp thing) ：如果 thing 是一个 cons 单元格，则谓词返回 T。
• (car cons-cell) : cons cell 的 car 值
• (cdr cons-cell) : cons 单元格的 cdr 值
• (cons thing-0 thing-1) ：创建一个 cons 单元格，thing-0 和 thing-1 可以是任何东西。

列表由 cons 单元格组成。但是还有其他数据结构可以由 cons 单元格组成。

Answer 2

是的，你是正确的，cons 单元用于在 Lisps 中构建链表。

左边部分包含缺点的值。它是一个指针，因为它的值可能是一个数字、一个对象、另一个缺点（例如在树的情况下）或其他任何东西。

您也正确，右侧部分 cdr 包含指向列表中下一个 cons 的指针。

所以(54 "foobar" 3) 的列表如下所示：

            (car cdr)
             /     \
            54      (car cdr)
                     /     \
                  "foobar"  (car nil)
                             / 
                            3