为啥 elisp 局部变量在这种情况下保持其值？

Posted 2023-02-21

【中文标题】为啥 elisp 局部变量在这种情况下保持其值？

【英文标题】：Why does an elisp local variable keep its value in this case?为什么 elisp 局部变量在这种情况下保持其值？

【发布时间】：2013-05-16 06:40:52

【问题描述】：

有人可以向我解释一下这个非常简单的代码 sn-p 中发生了什么吗？

(defun test-a ()
  (let ((x '(nil)))
    (setcar x (cons 1 (car x)))
    x))

第一次调用(test-a) 时，我得到了预期的结果：((1))。 但令我惊讶的是，再次调用它，我得到((1 1))、((1 1 1)) 等等。 为什么会这样？期望(test-a) 总是返回((1)) 我错了吗？ 另请注意，重新评估test-a的定义后，返回结果会重置。

还要考虑这个功能按我的预期工作：

(defun test-b ()
  (let ((x '(nil)))
    (setq x (cons (cons 1 (car x)) 
                  (cdr x)))))

(test-b) 总是返回 ((1))。 为什么test-a 和test-b 不等价？

【参考方案1】：

看起来你的 (let) 中的 '(nil) 只被评估了一次。当您（setcar）时，每个调用都在原地修改相同的列表。如果将 '(nil) 替换为 (list (list))，则可以使 (test-a) 工作，尽管我认为有一种更优雅的方法。

(test-b) 每次都从 cons 单元中构造一个全新的列表，这就是它工作方式不同的原因。

【讨论】：

谢谢，您的回答确实提供了解决方法，但我仍然不明白为什么会这样。 'test-a 中的 x 被声明为本地的，实际上它在函数外部不可见，但为什么函数在调用之间保留有关 x 的信息？

猜测，我会说这是因为emacs在解析let中的文字时构造了列表，然后每次调用函数时都引用同一个列表。这就像它使用指向解析树的指针来引用 x。

@abo-abo：emacs不保留关于 x 的信息，而是关于它的初始值。看我的回答。

【参考方案2】：

坏人

test-a 是自修改代码。这是非常危险的。虽然变量 x 在let 表单的末尾消失，但它的初始值 保留在函数对象中，这就是您正在修改的值。请记住，在 Lisp 中 a function is a first class object 可以传递（就像数字或列表一样），有时也可以修改。这正是您在这里所做的：x 的初始值是函数对象的一部分，您正在修改它。

让我们实际看看发生了什么：

(symbol-function 'test-a)
=> (lambda nil (let ((x (quote (nil)))) (setcar x (cons 1 (car x))) x))
(test-a)
=> ((1))
(symbol-function 'test-a)
=> (lambda nil (let ((x (quote ((1))))) (setcar x (cons 1 (car x))) x))
(test-a)
=> ((1 1))
(symbol-function 'test-a)
=> (lambda nil (let ((x (quote ((1 1))))) (setcar x (cons 1 (car x))) x))
(test-a)
=> ((1 1 1))
(symbol-function 'test-a)
=> (lambda nil (let ((x (quote ((1 1 1))))) (setcar x (cons 1 (car x))) x))

善

test-b 返回一个新的 cons 单元格，因此是安全的。 x 的初始值永远不会被修改。 (setcar x ...)和(setq x ...)的区别在于前者修改了已经存储在变量x中的object，而后者stores一个new strong> x 中的对象。区别类似于x.setField(42) 与x = new MyObject(42) 中的x = new MyObject(42)。

底线

一般情况下，最好将quoted 数据（如'(1)）视为常量-不要修改它们：

quote 返回参数，而不计算它。 (quote x) 产生 x。 警告：quote 不构造它的返回值，而只是返回 Lisp 阅读器预先构造的值（请参阅信息节点 Printed Representation)。这意味着(a . b) 不是 等同于(cons 'a 'b)：前者没有缺点。报价应该 保留给永远不会被副作用修改的常量， 除非你喜欢自修改代码。查看信息中的常见陷阱 节点Rearrangement 的意外结果示例 引用的对象被修改。

如果您需要modify a list，请使用list 或cons 或copy-list 而不是quote 创建它。

见moreexamples。

PS。这已在 Emacs 上复制。

PPS。另请参阅 Why does this function return a different value every time? 以了解相同的 Common Lisp 问题。

【讨论】：

但是为什么修改仍然存在？我认为这里只是指向'(nil) 的变量x 不应该在let 表单的末尾删除吗？

@Tyler：变量被删除，但初始值没有。见编辑。

既然您已经解释过了，那就说得通了。我永远不会建立这种联系。

在定义test-a 之后调用(symbol-function 'test-a) 以及在调用它之后再次调用它是很有启发性的。

@abo-abo 在test-a中，setcar用来直接修改x指向的列表。 X 指向函数定义中的常量，因此函数本身会发生变化。在 test-b 中，列表中 x 最初指向的值用于构造要分配给 x 的新列表。初始值永远不会直接改变。所以你是对的，setcar 是关键的区别。

【参考方案3】：

我发现罪魁祸首确实是'quote。这是它的文档字符串：

返回参数，不计算它。

...

警告：`quote' 不构造它的返回值，而只是返回 Lisp 阅读器预先构建的值

...

引号应该保留给那些将 永远不要被副作用修改，除非你喜欢自我修改代码。

为了方便，我也重写了

(setq test-a 
      (lambda () ((lambda (x) (setcar x (cons 1 (car x))) x) (quote (nil)))))

然后用了

(funcall test-a)

看看 'test-a 是如何变化的。