将函数作为参数传递但得到意外结果

Question

我正在使用具有“高级学生”语言设置的 Racket，并且我在尝试编写一个函数来获取一个函数、执行它 n 次并报告每次运行所用的时间时遇到困难。这就是我到目前为止所得到的。

(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 cpu、实际时间和 gc 时间以及大量数字的合理结果。一切都很好。

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，但为什么该函数没有评估 fact ？

Answer 1

让我们来看看 many 做了什么。首先定义它：

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

然后调用它：当

> (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
> 

many 递归地调用自身时，每次迭代时会发生什么：

(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))]))

您对 many 的定义使用第一个 many 的结果值递归地调用自身code>(time fn) 应用程序，但它不正确，因为您想要收集过程应用程序的计时信息，而不是值（在我们的示例中为 (add1 41) 的值） ）。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))]))

，您将得到以下结果：

> (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 fn > 每次递归调用都等于42。发生这种情况是因为许多（如果不是全部）FP 语言使用应用顺序求值，并且< code>(add1 41) 在第一次调用 many 发生之前进行评估。

因此，我们必须使用 lambda 来确保函数（在我们的例子中是 thunk）作为第二个参数（fn ）。正如您已经知道的，Scheme 中的函数应用表示为表达式周围的 ()：

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

输出示例：

> (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
>

如上所示 (fn) 执行函数 结果的应用(lambda () (fact 10000) (thunk)，<​​code>time 准确获取您想要传递给它的内容（表达式）并显示正确的计时信息。

希望有所帮助。如果有请纠正我我错了。