【Scheme】Scheme 编程学习 (五) —— 引述

【Scheme】Scheme 编程学习 (五) —— 引述

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原视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1Kt411R7Wf?p=5

Quoting in Scheme, powerful way to building code, using code。
在 Scheme 中的引述，是一种强大的方式，用于构建代码，使用代码。

• Data made from code 从代码中创建数据
• Treating data as code 如何以代码的方式处理数据
• Example: generic type safety 举例：以一种通用的方式来使用类型安全
  (type-safe code in a generic way)

1. Data made from code

(list "a" "b" "c")
;("a" "b" "c")
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获得三个字符串组成的表

如果不创建三个字符串的表，而创建三个符号(symbol)的表呢？

(list a b c)
; reference to undefined identifier: a
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失败，由于 a，b, c 为未定义的标识符，需要定义 a，b, c 。

那么如何使用储符号，而不是它们所代表的值 (not what they refer to)，需要使用引述(quoting)

在 scheme 中引述，只需要使用单引号，如下：

(list 'a 'b 'c)
;(a, b, c)
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我们如何嵌套这些东西 (How we can do to nest this stuff)？

(list 'a (list 'b1 'b2) 'c)
; (a (b1 b2) c)
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在整个列表开始处加上单引号，也能将整个列表当作符号来处理。此种表达方式与前者等价。

'(a (b1 b2) c)
;(a (b1 b2) c)
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使用引述就是告诉编译器，对这个符号什么都不要做，不去查找(look up), 只存储这个符号。

'a
;a
a
; reference to undefined indentifier: a
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empty list 空表

> ()
; missing procedure expression
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执行空表失败，因为需要表中至少有一项内容。

> (list)
; ()
> '()
;()
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donnot execute this thing just hang out. 不执行这条语句，只是挂出来。

> null
; ()
> 'null
; null; we get back the symbol null
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make data that looks like code
how we can query data

(define z 1)
(symbol? 'z)
; #t
(symbol? z)
; #f ; in this case z will be evaluated, be replaced with the value 1, and 1 is not a symbol so false
(number? 'z)
; #f
(number? z)
; #t
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2. Treating data as code

将数据视为代码

(define forty-two '(* 6 9))
> forty-two
; (* 6 9) ;forty-two is a list
> (eval forty-two)
; evaluate take a list and execute for it
; 54
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3. Example: generic type safety

通用类型的安全性，scheme 为弱类型语言，所以需要类型检查。示例：
检查整数

(define (safe-sum x y)
	(if (and (integer? x) (integer? y))
		(+ x y)
		"INCORRECT TYPES"))
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定义一个过程，如果 x 和 y 都为整数，则输出执行 (+ x y) 的结果，否则输出 “INCORRECT TYPES”，示例：

> (safe-sum 1 2)
;3
> (safe-sum 1.1 2.4)
;"INCORRECT TYPES"
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检查浮点数

(define (nonint? x)
	(and (real? x) (not (integer? x))))
; 返回 x 是否为 real 和 非integer 的与结果

(define (safe-sum x y)
	(if (and (nonint? x) (nonint? y))
		(+ x y)
		"INCORRECT TYPES"))
; 如果 x y 都符合 nonint? 则返回 (+ x y) 的执行结果，否则返回"INCORRECT TYPES"
 		
> (safe-sum 1 2)
; "INCORRECT TYPES"
> (safe-sum 1.1 2.4)
;3.5
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(define (replace lst find repl)
	(if (pair? lst)
		(cons
			(replace (car lst) find repl)
			(replace (cdr lst) find repl))
		(if (equal? find lst)
			repl
			lst)))			
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此函数定义，乍看起来很难，好像又是关键字又是什么的，
其实是定义了一个函数，函数名为 replace 有三个参数，lst, find, repl，
lst - 表，
find - 期望查找的内容，
repl - 期望替换为的内容

如果表为点对则创建一个点对 cons，replace car, replace cdr 递归调用。

主干内容为，如果在 lst 中找到了 find，则返回为 repl，否则返回整个表。

使用举例

> (replace '(1 2 3) '2 "XXX")
; (1 "XXX" 3)
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将表 '(1 2 3) 中的 '2 符号替换为 “XXX”

> (replace '(a (b1 b2) c) 'b1 'BOO)
; (a (BOO b2) c)
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将表 '(a (b1 b2) c) 中的 'b1 符号替换为 'BOO 符号

前面定义了两种类型安全的和计算 safe-sum
这里我们可以定义一个通用类型的函数

(define generic-safe-sum
	; an quoted expression
	'(define (safe-sum x y)
		(if (and (TEST x) (TEST y))
			(+ x y)
			"INCORRECT TYPES")))
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与前两者基本类型，不同的地方为，这里我们定义 TEST 为一个通用类型的检查。注意 函数定义之前有个(quoting)引述 ‘ ，所以在定义时，这部分代码都被视作符号不进行执行 (evaluate)。

如果我们想知道 generic-safe-sum 的内容，则会完整的输出这个引述的表达式。

> generic-safe-sum
; (define (safe-sum x y)
;		(if (and (TEST x) (TEST y))
;			(+ x y)
;			"INCORRECT TYPES"))
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然后我们定义一个整数类型检查并查看

> (define safe-sum-q
	(replace generic-safe-sum 'TEST 'integer?)) 
	; 将通用类型的检查替换为 整数检查
> safe-sum-q
; (define (safe-sum x y)
;		(if (and (integer? x) (integer? y))
;			(+ x y)
;			"INCORRECT TYPES"))
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与原 generic-safe-sum 几乎一致，除了 TEST 被替换为了 integer?，仍然是一个完整的引述表达式。
safe-sum-q 为一个表，不为函数，只有 evaluate (eval) 时才会执行。

> (eval safe-sum-q)
; 执行safe-sum-q，这里我们定义了一个函数 safe-sum 
; (define (safe-sum x y)
;		(if (and (integer? x) (integer? y))
;			(+ x y)
;			"INCORRECT TYPES"))
> (safe-sum 1 2)
; 3
> (safe-sum 1.1 2.4)
; "INCORRECT TYPES"
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本节通过示例，我们更清晰的知道了引述的用途，以及使用的方法。