使用 lambda 定义可以带来什么乐趣？答案

【问题标题】：What fun can be had with lambda-definitions?使用 lambda 定义可以带来什么乐趣？
【发布时间】：2011-01-18 13:19:35
【问题描述】：

没有让他们这么多使用它们，我不太确定所有的方式可以使用 lambda 定义（除了 map/collect/do/lightweight 本地函数语法）。对于有兴趣发布一些示例的任何人：

提供解释以帮助读者了解如何使用 lambda 定义；
示例的首选语言：Python、Smalltalk、Haskell。

【问题讨论】：

标签： function lambda language-agnostic closures

【解决方案1】：

您可以使用 lambda 构建函数式数据结构。这是一个简单的 - 一个函数列表（Python），支持add 和contains 方法：

empty = lambda x : None

def add(lst, item) :
    return lambda x : x == item or lst(x)

def contains(lst, item) :
    return lst(item) or False

我只是为了好玩而快速编写代码 - 请注意，您不能按原样添加任何虚假值。它也不是尾递归的，因为它应该是一个好的功能结构。供读者练习！

【讨论】：

会改变它工作吗？ def contains(lst, item) : 返回 lst(item) 或无

【解决方案2】：

您可以将它们用于控制流。例如，在 Smalltalk 中，“ifTrue:ifFalse:”方法是布尔对象的一种方法，在 True 和 False 类中的每一个都有不同的实现。表达式

someBoolean ifTrue: [self doSomething] ifFalse: [self doSomethingElse]

使用两个闭包——块，在 Smalltalk 语法中的 [方括号] 中——一个用于真分支，一个用于假分支。对于 True 类的实例，“ifTrue:ifFalse:”的实现是

ifTrue: block1 ifFalse: block2
    ^ block1 value

对于 False 类：

ifTrue: block1 ifFalse: block2
    ^ block2 value

在这里，闭包用于延迟评估，以便可以做出关于控制流的决定，根本不需要任何专门的语法（除了块的语法）。

Haskell 有点不同，它的惰性求值模型在许多情况下有效地自动产生闭包的效果，但在 Scheme 中，您最终会大量使用 lambdas 进行控制流。例如，这是一个从关联列表中检索值的实用程序，在该值不存在的情况下提供可选计算的默认值：

(define (assq/default key lst default-thunk)
  (cond
    ((null? lst) (default-thunk)) ;; actually invoke the default-value-producer
    ((eq? (caar lst) key) (car lst))
    (else (assq/default key (cdr lst) default-thunk))))

它会被这样调用：

(assq/default 'mykey my-alist (lambda () (+ 3 4 5)))

这里的关键是使用 lambda 来延迟默认值的计算，直到实际知道需要它为止。

另请参见 continuation-passing-style，它把这种情况发挥到了极致。例如，Javascript 依赖于持续传递样式和闭包来执行其所有阻塞操作（如休眠、I/O 等）。

ETA：我在上面所说的闭包是指词法作用域闭包。通常，词法作用域很关键。

【讨论】：

你能添加一个词法作用域的描述吗？
@Roman: 词法作用域意味着如果你有像f := a -> (x -> (a++)*x) 这样的函数，调用f(2) 将返回函数x -> (a++)*x 与a 绑定到具有值 2。因为这是从词汇意义上定义函数的范围内的 a。然而，这个a 完全独立于f(3) 或另一个f(2) 调用返回的函数中的a，因为每个调用都会创建一个新的闭包。

【解决方案3】：

您可以使用 lambda 来创建 Y Combinator，这是一个接受另一个函数并返回它的递归形式的函数。这是一个例子：

def Y(le):
    def _anon(cc):
        return le(lambda x: cc(cc)(x))
    return _anon(_anon)

这是一个值得更多解释的思想大棒，但不要在这里反刍，请查看this blog entry（上面的示例也来自那里）。

【讨论】：

【解决方案4】：

它是 C#，但我个人每次阅读这篇文章时都会受到启发：

Building Data out of Thin Air - 在 C# 中实现 Lisp 的 cons、car 和 cdr 函数。它展示了如何完全使用 lambda 函数构建简单的堆栈数据结构。

【讨论】：

【解决方案5】：

它与 haskell 等中的概念并不真正完全相同，但在 C# 中，lambda 构造具有（可选）编译为表示代码的 objcet 模型的能力（表达式树）而不是代码本身（这本身就是 LINQ 的基石之一）。

这反过来又可以带来一些非常有表现力的元编程机会，例如（这里的 lambda 表示“给定一个服务，你想用它做什么？”）：

var client = new Client<ISomeService>();
string captured = "to show a closure";
var result = client.Invoke(
    svc => svc.SomeMethodDefinedOnTheService(123, captured)
);

（假设有合适的Invoke 签名）

这种类型的东西有很多用途，但我用它来构建不需要任何运行时代码生成的 RPC 堆栈 - 它只是解析表达式树，找出调用者的意图，将其转换为 RPC、调用它、收集响应等（更多讨论 here）。

【讨论】：

【解决方案6】：

Haskell 中使用数值近似计算单个变量函数导数的示例：

deriv f = \x -> (f (x + d) - f x) / d
  where
    d = 0.00001

f x = x ^ 2
f' = deriv f -- roughly equal to f' x = 2 * x

【讨论】：