1136_SICP学习笔记_赋值与局部状态

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Grey

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1136_SICP学习笔记_赋值与局部状态

相关代码以及分析

#lang sicp
(define balance 100)

(define (withdraw amount)
  (if (>= balance amount)
      (begin (set! balance (- balance amount))
             balance)
      "Insufficient funds"))

• 第一句其实就是定义一个全局变量，初始值为100。
• 接下来的这个函数，会根据传入参数减少balance的数值。如果不够减了，则给出一个提示。
• 这里用到了一个函数set!，这个是用来实现一个赋值的作用。现在才发现，最近看了挺长时间的SICP的lisp没有用到变量的赋值。为什么没有用到呢？其实在之前的应用中这个需求时被函数的返回值给替代掉了。
• begin函数是用来控制一系列的表达式的数据流的，逐个计算，但是把最后一个作为返回值返回。

运行测试的效果

• 这样，其实就实现了一个基本的银行取钱的模型。

(define new-withdraw
  (let ((balance 100))
    (lambda (amount)
      (if (>= balance amount)
          (begin (set! balance (- balance amount))
                 balance)
          "Insufficient funds"))))

• 这是对上面逻辑的一个改进。
• new-withdraw，定的是一个对象，究竟是什么，理解下来应该是后面的代码段。
• 而后面的代码段所做的工作室，先定义一个balance，然后执行前面熟悉的逻辑。
• let定义的其实是一个局部量，但是如果理解正确，new-withdraw是后面的代码段的一个对等表达那么会不会出现变量覆盖的问题？如果不出现，结合之前C语言理解，这里实现的应该是一个类似静态局部变量的效果。而且，在lisp的表达之中let可以执行多次。

猜测测试

• 这样，首先可以确认这个balance其实不会被重新定义覆盖。而且至少是没有出现重新定义冲突的。

• 这样，验证了另一个想法。其实，这个let的表达式可以存在多个，但是其实一个let就指定了一个作用域。因此，不会有什么冲突。

• 前面的代码分析以及理解多少有点按照自己的感觉来的，上面的这一段是SICP中的解释。这样，一下子理解清楚是什么意思了。
• 首先，define实现一个定义 new-withdraw，但是这个究竟定义的是一个什么呢？需要继续往下看。
• 定义的内容，应该是let的返回值。那么let的作用是什么呢？返回值又会是什么？
• let其实是创建了一个具有局部变量的环境，而这个局部量在这里就是balance。接下来，执行的语句作为let的返回值。执行语句又是什么含义呢？
• 执行语句是lambda表达式，前面有一个公司可以理解这个设计。这一段代码的含义：这个是一个处理函数，函数使用amount参数，执行下面的操作。而这个操作我们已经熟悉了。
• 经过上面的分析，let返回的是一个函数，绑定给new-withdraw。
• 如此，这个设计基本理解清楚了。
• 这里，在第一次自己解读的时候犯了一个错误。函数的执行我采用了完全代码替代的方式来理解的，这个是不对的。正确的理解方式应该是先弄清楚define究竟做了一个什么实现，接下来对于函数的调用的理解就很容易看懂了。

(define (make-withdraw balance)
  (lambda (amount)
    (if (>= balance amount)
        (begin (set! balance (- balance amount))
               balance)
        "Insufficient funds")))

• 有了前面的分析，这个定义很容易理解。首先，define定义的是一个带有一个参数的函数。而这个函数，根据指定的参数执行后回返回一个函数。返回的函数则是上面我们构建的处理机制。
• 但是，结合C语言等考虑，这个有一个地方让我觉得不好理解。balance难道不是一个形参？如果是一个形参，这里又直接当做一个变量被修改使用会有什么结果？

(define W1 (make-withdraw 100))
(define W2 (make-withdraw 100))

• 有了上面的实现，这样定义的W1，W2其实都是一个函数。每一个函数自己的参数在这里其实是被作为一个处理的对象实体来运行的。不然，无法实现类似let的效果。

• 从这个结果看，其实还是实现了一个类似let的效果的，也应该绑定了某一个环境。
• 关于上面的这个疑问，在书中没有找到什么合适的解释。我觉得比较合理的解释是，W1以及W2创建的过程其实就是这个局部的信息生效的一个过程。而这个局部信息，会伴随着W1以及W2这两个对象的存在而存在。

(define (make-account balance)
  (define (withdraw amount)
    (if (>= balance amount)
        (begin (set! balance (- balance amount))
               balance)
        "Insufficient funds"))
  (define (deposit amount)
    (set! balance (+ balance amount))
    balance)
  (define (dispatch m)
    (cond ((eq? m 'withdraw) withdraw)
          ((eq? m 'deposit) deposit)
          (else (error "Unknown request -- MAKE-ACCOUNT"
                       m))))
  dispatch)

• 这个函数的解读也不是很麻烦，首先，知道这是定义了一个带有参数balance的一个函数。函数的返回值是dispatch。
• 那么，dispatch是什么呢？继续分析可以看出dispatch其实也是一个函数。而这个函数可能有2个返回值或者一个提示信息。两个返回值则是上面的取钱或者存钱的两个函数动作。
• 如此，这个函数会根据balance参数创建一个函数对象。创建的函数对象会接收一个m参数。
• 这里的一个功能使用我觉得有点理解上的困难，至少结合C语言的设计理解起来有障碍。这里的函数参数balance是可以保持并且多次调用的时候维持有效状态的。但是从软件行为上也是可以理解的，因为创建的账户对象一直是生效的没有从内存中消失。

• 函数的处理应用的一个例子如上，从应用的便捷上的确是好了很多。

关于随机数的问题

• 这部分的内容以及代码的理解都放弃了，略微上一点难度的数学问题感觉都有很大的挑战。

• 这部分内容似乎倒是解决了我前面的疑惑，为什么balance可以在多次调用中有效。很大的一个因素在于!set函数的使用。

小结

这一部分梳理下来收获还是很大的，最起码看到了lisp中一些相对高级的用法。而在设计思路上，其实也有很多参考学习的地方。从设计的模式看，其实这本书中的表达很多时候出现了一种“弱代码”化的设计模式。大部分的表述都使用函数的方式抽象成了一种行为，这种设计理念是很值得参考的，也是在C语言的项目开发之中可以借鉴的。