R：函数的形式在哪里存储在内存中？

Question

当一个函数已经定义但还没有被调用时，没有默认值的形式是否存在？如果存在，是存在于执行环境中，还是存在于函数定义所在的环境中，还是其他地方？

如果一个函数已定义但尚未调用，并且已为形式分配了默认值，那么该值是否存在？如果有，它存在于什么环境中？如果默认表达式的计算结果为常量，是否已将形式分配给该值，如果提供了值，则在调用函数时将其覆盖？如果不是，那个（固定的）默认值位于定义时刻和函数调用时刻之间，在什么环境下？

在调用函数并将实际值或默认值分配给形式后，传递到主体中，并在必要时进行范围和/或评估，形式是否继续存在？如果有，那么它们存在于什么环境中？

Answer 1

一旦函数的实例被调用加载到内存中，函数的形式就作为对象存在于函数的环境中。在Advanced R中，Hadley Wickham 将此环境称为execution environment。可以通过pryr::address() 访问对象的内存位置。

作为示例，我将使用我之前编写的代码的修改版本来说明coursera.org 上约翰霍普金斯大学R Programming 课程的第二个编程作业中makeVector() 函数中的内存位置。

makeVector <- function(x = 200) {
     library(pryr)
     message(paste("Address of x argument is:",address(x)))
     message(paste("Number of references to x is:",refs(x)))
     m <- NULL
     set <- function(y) {
          x <<- y
          message(paste("set() address of x is:",address(x)))
          message(paste("Number of references to x is:",refs(x)))
          m <<- NULL
     }
     get <- function() x
     setmean <- function(mean) m <<- mean
     getmean <- function() m
     list(set = set, get = get,
          setmean = setmean,
          getmean = getmean)
}

如上代码，makeVector() 是一个 S3 对象，这意味着我们可以通过 getter 和 setter 访问其环境中的对象，也称为mutator methods。

我们可以将makeVector()对象的实例加载到内存中，并使用以下代码查询x的地址和值。

makeVector()$get()

...结果：

> makeVector()$get()
Address of x argument is: 0x1103df4e0
Number of references to x is: 0
[1] 200
> 

正如我们从输出中看到的，x 确实有一个内存位置，但没有其他对象包含对它的引用。此外，x 被设置为长度为 1 且值为 200 的向量的默认值。

我在对Caching the Mean of a Vector in R 的回答中详细介绍了makeVector() 环境中的对象。

关于形式在内存中存在多久的问题，只要为存储被调用的函数实例而创建的环境在内存中，它们就存在。由于垃圾收集器对没有外部引用的对象进行操作，因此如果函数实例未保存到对象中，则只要函数调用将结果返回给父环境，它就有资格进行垃圾收集。