将函数作为参数传递但得到意外结果

Question

我正在使用带有“高级学生”语言设置的 Racket，我在尝试编写一个接受一个函数、执行 n 次并报告每次运行所用时间的函数时遇到了困难。这就是我目前所得到的。

(define (many n fn)
  (cond
    [(= n 0) true]
    [else (many (sub1 n) (local ((define k (time fn))) k))]))

我有一个名为 fact 的函数，它计算一个数字的阶乘。

(define (fact n)
  (cond
    [(= 0 n) 1]
    [else (* n (fact (- n 1)))]))

如果我评估(time (fact 10000))，我会得到合理的 cpu、real 和 gc 时间以及大量结果。一切顺利。

但是，当我尝试评估 (many 3 (fact 10000)) 时，我得到：

cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
true

尽管作为参数传递，为什么函数没有评估 fact？

Answer 1

让我们来看看你many 做了什么。首先你定义它：

(define (many n fn)
  (cond
    [(= n 0) true]
    [else (many (sub1 n) 
                (local ((define k (time fn))) 
                       k))]))

然后调用它：

> (many 3 (add1 41))
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
#t
> 

当many 递归调用自身时，每次迭代会发生什么：

(define (many 3 42)
  (cond
    [(= 3 0) true]
    [else (many (sub1 3) 
                (local ((define k (time 42))) 
                       42))]))

(define (many 2 42)
  (cond
    [(= 2 0) true]
    [else (many (sub1 2) 
                (local ((define k (time 42))) 
                       42))]))

(define (many 1 42)
  (cond
    [(= 1 0) true]
    [else (many (sub1 1) 
                (local ((define k (time 42))) 
                       42))]))

(define (many 0 42)
  (cond
    [(= 0 0) true]
    [else (many (sub1 0) 
                (local ((define k (time 42))) 
                       42))]))

你对many的定义递归调用了第一个(time fn)应用程序的结果值，但是不正确，因为你想为你的程序应用程序收集计时信息，而不是值（@987654329的值@ 在我们的例子中）。只需在 many 的定义中将 true 替换为 fn：

(define (many n fn)
  (cond
    [(= n 0) fn]
    [else (many (sub1 n) 
                (local ((define k (time fn))) 
                 k))]))

你会得到以下结果：

> (many 3 (add1 41))
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
cpu time: 0 real time: 0 gc time: 0
42
>

您会看到，每次递归调用中的fn 都等于42。发生这种情况是因为许多（如果不是全部）FP 语言使用Applicative order 进行评估，并且(add1 41) 在第一次调用many 之前被评估。

因此我们必须使用lambda 来确保函数（在我们的例子中为thunk）作为第二个参数（fn）传递给许多人。如您所知，Scheme 中的函数应用表示为 () 周围的表达式：

(define (many n fn)  
  (time (fn))  
  (if (= n 0) 
      true
      (many (sub1 n) fn)))

示例输出：

> (many 3 (lambda () (fact 10000)))
cpu time: 2734 real time: 2828 gc time: 1922
cpu time: 906 real time: 953 gc time: 171
cpu time: 891 real time: 953 gc time: 204
cpu time: 938 real time: 984 gc time: 251
#t
>

正如您在上面看到的(fn) 执行函数(lambda () (fact 10000)（thunk）的结果的应用，time 得到您想要传递的内容（一个表达式）并显示正确的时间信息。

希望对您有所帮助。如果我错了，请纠正我。