是否可以在 Scheme 中创建一个没有变异的循环数据结构？答案

【问题标题】：Is it possible to create a circular data structure in Scheme without mutation?是否可以在 Scheme 中创建一个没有变异的循环数据结构？
【发布时间】：2018-04-01 20:20:08
【问题描述】：

我可以像这样在 Scheme 中创建一个循环数据结构：

(define my-pair (cons 1 1))
(set-car! my-pair my-pair)

是否可以在不使用突变的情况下在 Scheme 中创建循环数据结构？（我正在准备关于引用计数限制的讲座。）

【问题讨论】：

我猜这是不可能的，因为 Scheme 是急切的，但也许你可以用 Y 运算符做一些时髦的事情。
所以答案似乎是：“不，除非你改变cons的意思”。

标签： functional-programming scheme reference-counting

【解决方案1】：

你可以用闭包创建一个惰性列表：

; The infinite list (1 1 1 ...
(define ones
  (letrec ((x (cons 1 (lambda () x))))
    x))

> ones
'(1 . #<procedure>)
> ((cdr ones))
'(1 . #<procedure>)

身份检查验证循环性：

> (eq? ones ((cdr ones)))
#t

【讨论】：

【解决方案2】：

通过点击相关问题 (Why don't purely functional languages use reference counting?) 的链接，我看到了对 letrec 的引用。这让我意识到我确实可以在 Scheme 中创建一个循环的“数据结构”：

(letrec ((add (lambda (x y) (if (>= x y) (+ x y) (add2 y x))))
         (add2 (lambda (x y) (if (>= x y) (+ x y) (add y x)))))
  (add 1 5))

【讨论】：

【解决方案3】：

添加到@molbdnilo 回答大多数方案imeplemetation 定义delay 和force，允许创建所谓的流（定义在 SICP)。

; The infinite list (1 1 1 ...
(define ones (cons 1 (delay ones)))

> ones
(1 . #<promise>)

> (force (cdr ones))
(1 . #<promise>)

(eq? ones (force (cdr ones)))
#t

delay 和 force 可以实现为只是 lambda 表达式的宏。您甚至可以编写处理流的过滤器或映射等过程。

编辑：

同样由 R7RS 定义，您可以创建带有基准标签的真实循环列表。

(define x '#0=(a b c . #0#))
x
;; ==> #0=(a b c . #0#)
(eq? x (cdddr x))
#t

如果 Scheme 完全支持 R7RS 规范，它应该允许以相同的方式定义和显示循环列表。请注意，在 Kawa Scheme 中，它将循环打印以显示您需要使用 (write x) 的循环列表。

【讨论】：

谢谢！这比使用letrec 的解决方案更简单、更纯粹。
@EllenSpertus 我还需要更新，因为 R7RS 中定义的方案还允许创建带有基准标签的循环列表。