方案中嵌套定义的体面方式答案

【问题标题】：decent way of nested definition in scheme方案中嵌套定义的体面方式
【发布时间】：2014-01-03 04:18:03
【问题描述】：

我想使用一个辅助函数定义一个常量foo，比如bar。我想在foo的定义中隐藏bar，所以我来了这个代码：

(define foo
  (define (bar n)
    (+ n n))
  (bar 1))

但是，此定义会在许多方案实现（mit-scheme、racket、guile 等）中导致语法错误。

我有三种解决方法，但似乎都不令人满意：

(define foo1
  ((lambda ()
     (define (bar n)
       (+ n n))
     (bar 1))))

(define foo2
  (let ((bar (lambda (n) (+ n n))))
    (bar 1)))

(define (foo3)
  (define (bar n)
    (+ n n))
  (bar 1))

foo1 使用 lambda 来创建编写辅助定义的环境，而括号似乎有些混乱。

foo2 使用 let 表达式，但我不能再使用语法糖 (define (f n) ...) => (define f (lambda (n) ...))

foo3 与原来的相比，需要的修改更少，但每次我想要这个值时，我都必须调用(foo3) 并重新进行计算。

我的问题是：

我觉得这种嵌套定义是有道理的，但是为什么会被认为是语法错误呢？
有没有像样的方法来写foo的定义？

【问题讨论】：

foo1 和 foo2 是等价的（let 在后台使用 lambda）。另一方面，foo3 定义了一个新函数，而不是像其他选项那样的常量值，所以它不等价。
重写嵌套defines（是递归的）的标准和正确方法是使用letrec:(define foo (letrec ((bar (lambda(n) (+ n n)))) (bar 1)))。这相当于（更流行的）“命名为let” 构造(define foo (let bar ((n 1)) (+ n n)))（尽管bar 在这里根本没有被递归调用）。
(define foo1 ((lambda () (define (bar n) (+ n n)) (bar 1))))，这个有多余的括号，去掉lambda周围的一对括号；像这样 (define foo1 (lambda () (define (bar n) (+ n n)) (bar 1)))。它有效。

标签： scheme racket mit-scheme guile

【解决方案1】：

如果我正确理解您的问题，在 Racket 中执行此操作的另一种惯用方法是使用模块。

这个模块可以用一个单独的文件来定义：

;; foo.rkt
#lang racket
(define (bar n)
  (+ n n))
(define foo (bar 1))
(provide foo)

;; use-foo.rkt
#lang racket
(require "foo.rkt")
foo

或者通过一个文件中的module 表单：

#lang racket
(module 'foo-mod racket
  (define (bar n)
    (+ n n))
  (define foo (bar 1))
  (provide foo))

(require 'foo-mod)
foo

与您的示例相比，这是否简洁？当然不是。但在实践中，这种封装通常在模块粒度上工作得很好。

例如，像 bar 这样的私有助手可能在定义多个其他函数或常量时很有用。
通常文件形式更方便：如果像bar 这样的帮助器不是嵌套的，而是在foo.rkt 的模块顶层，则更容易在一个 REPL。

附言Racket 提供了一个define-package 形式来与 Chez Scheme 兼容，但它在 Racket 中不是惯用的；相反，你会使用一个子模块。

【讨论】：

【解决方案2】：

您的原始代码有语法错误，因为标识符的define 所需的语法是

(define <identifier> <expression>)

但你的语法是

(define <identifier> <definition> <expression>)

您需要一些方法来对<definition> 和<expression> 进行分组。您正在寻找的是允许词法定义的东西 - 在 Scheme 中，这是一个带有 <body> 的句法形式。其语法形式是lambda 或任何let（和变体）或“程序化”begin。

但是，这很容易在 Scheme 中完成，不需要 Racket 扩展或额外的空词法环境或 <body> 语法形式。只使用你认为“不满意”的东西

(define foo
  (let ((bar (lambda (x) (+ x x))))
    (bar 1)))

甚至

(define foo
  ((lambda (x) (+ x x)) 1))

过多的糖，甚至是语法糖，都会对健康造成不良后果...

【讨论】：

“语法糖会导致分号癌。” Alan J. Perlis，警句 3。cs.yale.edu/quotes.html

【解决方案3】：

foo1 也等价于：

(define foo1
  (let ()
    (define (bar n)
      (+ n n))
    (bar 1)))

这对你来说更容易接受吗？

【讨论】：

【解决方案4】：

回答您的问题：

define 只能按照specification 的要求以特定方式使用。规范未涵盖您想要做的事情，因此会出现错误。如您所知，define 为表达式的值分配名称，只是您不能直接在其上下文中创建内部定义。
但还有其他表达式允许在此上下文中创建新绑定。恕我直言foo2 是这里的最佳选择，而且它也是惯用的。如果bar 是递归定义，您可以使用letrec。

但是，如果丢失一点语法糖会让您感到困扰（因为过程是在 let 表达式中定义的方式），那么请尝试使用 local，它会在 Racket 中工作：

(define foo
  (local [(define (bar n) (+ n n))]
    (bar 1)))

【讨论】：