我正在尝试学习 Elixir 和函数编程，但无法理解 Elixir in Action 一书中的这个示例。
defmodule ListHelper do
def sum([]), do: 0
def sum([head | tail]) do
head + sum(tail)
end
end
ListHelper.sum([12,3,4])
this 的返回值为 19，但我不明白这些值是如何累积的。
我认为 head 正在不断更新，然后当模式与 [] 匹配时，累积的 head 将被添加到 0 并且该函数将退出，但在使用它之后我现在认为这不是什么继续。有人可以为这个例子中发生的事情提供另一种解释吗？如果我需要更多解释，我可以尝试重新审视这一点。
【问题讨论】：
标签： functional-programming elixir
sum([head | tail]) 是 head + sum(tail)，所以 sum([12,3,4]) 是 12 + sum([3,4])，sum([3,4]) 是 3 + sum([4])，sum([4]) 是 4 + sum([])。 sum([]) 是 0，所以我们总共得到：
sum([12,3,4]) = 12 + sum([3,4])
= 12 + 3 + sum([4])
= 12 + 3 + 4 + sum([])
= 12 + 3 + 4 + 0
= 19
对sum 的递归调用不是尾调用，因此这里不会发生尾调用优化。要实现 TCO，需要递归调用 sum 才能成为最后一个。
defmodule ListHelper do
def sum([], acc), do: acc
def sum([head | tail], acc),
do: sum(tail, acc + head)
end
ListHelper.sum([12,3,4], 0)
#⇒ 19
【讨论】：
sum([3,4]) 是 7。为了计算它，不需要知道 head 的“先前”值是 12。12 与 sum([3,4]) 的值无关。
我以为 head 正在不断更新...
不。每次调用sum() 时都会创建一个新的、单独的head 变量。这是通过创建一个新的堆栈框架来实现的，其中一个框架包含函数调用创建的所有局部变量——包括像head这样的参数变量。
如果你这样写：
x = 3 + func1()
elixir 必须计算func1() 才能计算x 变量的值。并且，func1()的定义可能会创建自己的x变量，所以elixir会分配一个新的栈帧来计算func1()的返回值。一旦 elixir 计算出 func1() 的返回值，该值将代入上面的行：
42
|
V
x = 3 + func1()
x = 3 + 42
x = 45
...elixir 可以计算x 变量的值。
如果你写，同样的事情会发生：
4 + sum([5,6,7])
唯一的区别是elixir会在栈上分配很多栈帧来计算sum([5,6,7])的返回值。使用递归函数调用，每个堆栈帧的返回值将取决于另一个堆栈帧的返回值。只有当达到基本情况，并且sum([])返回0时，elixir才能开始在每个堆栈帧内填充所需的值以计算返回值。
4 + sum([5,6,7])
|
|
#1 V sum([5,6,7])
+--------------------+
| head = 5 |
| tail = [6,7] |
| |
| return: |
| head + sum(tail) |
| 5 + sum([6,7]) |
+-------------|------+
|
#2 V sum([6,7])
+----------------------+
| head = 6 |
| tail = [7] |
| |
| return: |
| head + sum(tail) |
| 6 + sum([7]) |
+-----------------|----+
|
#3 V sum([7])
+----------------------+
| head = 7 |
| tail = [] |
| |
| return: |
| head + sum(tail) |
| 7 + sum([]) |
+----------------|-----+
|
#4 V sum([])
+-----------------------+
| return: 0 |
+-----------------------+
请注意，同时存在三个独立的head 变量。一旦底部堆栈帧返回，就会启动以下步骤：
4 + sum([5,6,7])
^
|
+---18-----------<----------+
+--------------------+ |
| head = 5 | |
| tail = [6,7] | |
| | ^
| return: | |
| head + sum(tail) | |
| 5 + sum([6,7]) ---->---18-----+ #7
+-------------^------+
|
+--13------<----------+
+----------------------+ |
| head = 6 | |
| tail = [7] | |
| | ^
| return: | |
| head + sum(tail) | |
| 6 + sum([7]) -|-->--13--+ #6
+-----------------^----+
|
+---7--<-------+
+----------------------+ |
| head = 7 | ^
| tail = [] | |
| | |
| return: | ^
| head + sum(tail) | |
| 7 + sum([]) --|>--7-+
+----------------^-----+
|
+----0--<---+
+-----------------+ |
| return: 0 --|>--0-+ #5
+-----------------+
如果您在代码中添加一些打印语句，您可以看到这些步骤是如何执行的：
defmodule My do
def sum([]) do
IO.puts("Inside sum([]):\n\treturning 0")
0
end
def sum([head | tail]) do
IO.puts("Inside sum([head|tail]), head=#{head} tail=#{inspect(tail, charlists: :as_lists)}")
val = head + sum(tail)
IO.puts("Inside sum([head|tail]), head=#{head} tail=#{inspect(tail, charlists: :as_lists)}")
IO.puts("\treturning #{val}")
val
end
end
My.sum([5,6,7])
在命令行：
~/elixir_programs$ elixir a.exs
Inside sum([head|tail]), head=5 tail=[6, 7]
Inside sum([head|tail]), head=6 tail=[7]
Inside sum([head|tail]), head=7 tail=[]
Inside sum([]):
returning 0
Inside sum([head|tail]), head=7 tail=[]
returning 7
Inside sum([head|tail]), head=6 tail=[7]
returning 13
Inside sum([head|tail]), head=5 tail=[6, 7]
returning 18
【讨论】：