为什么 Scheme 不支持一流的环境？

Question

我一直在阅读 SICP（计算机程序的结构和解释），并且非常兴奋地发现了这种奇妙的特殊形式：“make-environment”，他们演示了将其与 eval 结合使用作为编写模块化的一种方式代码（摘自第 4.3 节“包”）：

(define scientific-library
  (make-environment
   ...
   (define (square-root x)
    ...)))

然后他们演示它是如何工作的

((eval 'square-root scientific-library) 4)

在他们的示例中，然后他们继续演示完全我想要的用法 - 一种优雅、简约的方式在方案中执行“OO”样式...他们“cons”在一起一个“类型”，实际上是“make-environment”特殊形式（即vtable）返回的内容，以及一个arg（“状态”）......

我非常兴奋，因为这正是我一直在寻找的一种方法，可以在 Scheme 中“按符号”进行多态调度，而无需编写大量显式代码或宏。

即我想创建一个“对象”，它有，比如说，两个函数，我在不同的上下文中调用......但我不想用“car”和“cdr”来引用它们，我想通过它们的符号名称来声明和评估它们。

无论如何，当我读到这篇文章时，我迫不及待地想回家尝试一下。

想象一下，当我在 PLT 计划和 Chez 计划中遇到以下情况时，我会感到失望：

> (make-environment (define x 3))
Error: invalid context for definition (define x 3).
> (make-environment)
Error: variable make-environment is not bound.

SICP 中提到的“make-environment”发生了什么？这一切看起来都如此优雅，正是我想要的，但似乎任何现代 Scheme 解释器都不支持它？

理由是什么？仅仅是“make-environment”的名称不同吗？

更多信息稍后发现

我看了看在线版本：

http://mitpress.mit.edu/sicp/full-text/book/book-Z-H-28.html#%_sec_4.3

我读的是SICP的第一版。第二版似乎用关于非确定性编程和“amp”运算符的部分取代了对包的讨论。

Answer 1

经过更多的挖掘，我在新闻网上发现了这个informative thread：

“R5RS EVAL 和环境说明符是 那些极度不喜欢一流环境并想要一个 受限制的 EVAL，以及那些无法接受/理解 EVAL 的人 第二个参数是环境。”

另外，找到了这个“解决方法”：

(define-syntax make-environment 
  (syntax-rules () 
    ((_ definition ...) 
     (let ((environment (scheme-report-environment 5))) 
       (eval '(begin definition 
                     ...) 
             environment) 
       environment)))) 


(define arctic 
  (make-environment 
    (define animal 'polarbaer))) 

（取自this）

但是，我最终采用了一种“消息传递”风格，有点像第一个人建议的那样——我返回一个函数列表，并有一个通用的“发送”方法来按名称调用特定函数......像这样

(define multiply
  (list
    (cons 'differentiate (...))
    (cons 'evaluate (lambda (args) (apply * args)))))

(define lookup
  (lambda (name dict)
    (cdr (assoc name dict))))

; Lookup the method on the object and invoke it
(define send
  (lambda (method arg args)
    ((lookup method arg) args)))

((send 'evaluate multiply) args)

我一直在进一步阅读，并且知道如果我真的想采用完全 OO 样式，那么所有的 CLOS 都可以 - 但我认为即使是上面的内容也有些过头了。

Answer 2

他们之所以这样写，是因为 MIT Scheme 实际上确实拥有一流的环境，并且大概这就是作者计划用它来教授他们的班级的（因为这本书是在 MIT 写的）。

查看http://groups.csail.mit.edu/mac/projects/scheme/

但是，我注意到 MIT 方案虽然仍在积极开发中，但缺乏真正现代方案应具备的许多功能，例如外来函数接口或 GUI 支持。您可能不想将它用于严肃的软件开发项目，至少不会单独使用它。

Answer 3

由于性能原因，Scheme 没有一流的环境。在创建 Scheme 时，由于一流的函数、延续等漂亮的东西，它并不是最快的语言。添加一流的环境会进一步削弱性能。所以这是在早期 Scheme 时代做出的权衡。

Answer 4

经典的调度程序功能会起作用吗？我认为这与您正在寻找的相似。

(define (scientific-library f)
  (define (scientific-square-root x) (some-scientific-square-root x))
  (cond ((eq? f 'square-root) scientific-square-root)
        (else (error "no such function" f))))
(define (fast-library f)
  (define (fast-square-root x) (some-fast-square-root x))
  (cond ((eq? f 'square-root) fast-square-root)
        (else (error "no such function" f))))

((scientific-library 'square-root) 23)
((fast-library 'square-root) 23)

您甚至可以将示例科学和快速库组合成一个大型调度方法：

(define (library l f)
  (define (scientific-library f)
    ...)
  (define (fast-library f)
    ...)
  (cond ((eq? l 'scientific) (scientific-library f))
        ((eq? l 'fast) (fast-library f))
        (else (error "no such library" l))))
(library 'fast 'square-root)