在调用堆栈中显示特殊的原始函数答案

【问题标题】：Show special primitive functions in call stack在调用堆栈中显示特殊的原始函数
【发布时间】：2012-10-15 00:22:04
【问题描述】：

This question 提示以下问题：有没有办法查看调用堆栈中的special primitive 函数？

例如，创建一个在退出时返回调用堆栈的函数：

myFun <- function(obj){
  on.exit(print(sys.calls()))
  return(obj)
}

使用assign 调用此函数并将其结果分配给对象可避免使用特殊的原始函数：

> assign("myObj",myFun(4))
[[1]]
assign("myObj", myFun(4))

[[2]]
myFun(4)

但是使用赋值运算符，这会被排除在堆栈之外

> `<-`(myObj, myFun(6))
[[1]]
myFun(6)

当然，希望在调用堆栈中看到赋值运算符可能并不常见，但其他函数（例如 rep 和 log）也会被隐藏

【问题讨论】：

+1 提出了一个非常有趣且表述清晰的问题。 R Internals 指南中的链接部分也很有趣：我之前没有考虑过使用 Primitive 函数的各种动机。 <-、log 和 UseMethod 都是原语，但原因完全不同。
@JoshO'Brien 我认为这些动机不一定是正确的——它们都可以通过.Internal 函数来完成

标签： r callstack

【解决方案1】：

我认为没有任何方法可以通过调用堆栈访问对原始函数的调用。这就是原因。

当评估“典型”R 函数时：

提供的参数与形式参数匹配。
创建了一个新环境（带有指向其封闭环境的指针），并将形式参数分配给它。
在新创建的环境中评估函数体。

当函数调用相互嵌套时构建的封闭环境链是“调用堆栈”或“帧堆栈”，sys.calls()、sys.frames() 等提供了一些访问权限。

我强烈怀疑原始函数的调用不会出现在调用堆栈上，因为在评估期间没有创建 R 端环境。没有创建环境，因此调用堆栈上不会出现任何环境。

如需更多了解，请参阅 John Chambers 在Software for Data Analysis 第 464 页上描述原始函数评估的方式：

对这些函数之一的调用的评估以通常的方式开始，但是当求值者发现函数对象是原始的而不是在 R 中定义的函数，它分支到一个完全不同的计算。该对象似乎只是一个正式的函数对象参数和使用字符串参数调用函数 .Primitive() 。实际上，它本质上只包含一个表的索引，该表是实现 R 核心的 C 代码。表的条目标识了一个核心中的 C 例程，负责评估对此特定的调用原始。评估者会将控制权转移到该例程，并期望例程返回一个指向 R 对象的 C 语言指针，表示调用的价值。

【讨论】：

另见src/main/eval.c顶部的cmets
@hadley -- 这很有趣，但我还是有点想不通。如果我知道那里讨论的BUILTIN 调用与"builtin" 和"special" 原始函数之间的关系会有所帮助。卢克·蒂尔尼 (Luke Tierney) 是否说现在为 <- 和 log（例如）创建了上下文有时？ Brian Ripley 的括号注释中的"foreign" 代码是什么？唔。还有很多东西要学。
@JoshO'Brien，感谢您的出色回答和指向 SoDA 的指针。它在工作的书架上，但我还没有读到最后一章。在阅读它并查看eval.c 文件之后，看起来，在c 级别，有一种机制可以确定一个对象是否被分配了一个名称（NAMED()）。如果有可能获得指向由 Tyler 函数创建的对象的指针，则可以在 c 代码中查询该对象是否已分配。我也有很多东西要学！

【解决方案2】：

我不认为乔希的回答是正确的。

好吧，如果<- 在您的示例中的调用堆栈上，它会是正确的。 但不是。

小回顾：正常的 R 函数评估将参数视为 promises，在访问时会延迟评估。这意味着在以下调用中：

foo(bar(baz))

bar(baz) 被评估内部 foo（如果有的话）。因此，如果我们检查 bar 内部的调用堆栈，如下所示：

bar = function (x) {
    sys.calls()
}

……那么它看起来如下：

[[1]]
foo(bar(baz))

[[2]]
bar(baz)

唉，正如你所说，<-（和=）不是一个正常的函数，它是一个原始函数（BUILTINSXP）。其实就是defined in the R source如下：

{"<-",      do_set,     1,  100,    -1, {PP_ASSIGN,  PREC_LEFT,   1}},

看看第四个参数：100。此代码之前的注释解释了数字的含义。这是相关部分，解释最左边的数字：

Z=1 表示在调用之前评估参数 (BUILTINSXP)

这意味着对bar(baz) 的调用的以下代码在分配之前被评估：

`<-`(x, bar(baz))

这就是<- 没有出现在sys.calls() 列表中的原因：它不是当前通话。它在bar 完成评估后被调用。

有一种方法可以解决这个限制：您可以在 R 代码中重新定义 <-/=。如果你这样做，它的行为就像一个普通的 R 函数：

`<-` = function (lhs, rhs) {
    name = as.name(deparse(substitute(lhs), backtick = true))
    rhs # evaluate expression before passing it to `bquote`, for a cleaner call stack
    eval.parent(bquote(base::`<-`(.(name), .(rhs))))
}

但是，请注意，在重新定义 <- 的范围内，每个后续分配都会对性能造成不可忽视的影响：事实上，它使分配大约是 1000 倍（！！！）慢点。这通常是不可接受的。

【讨论】：