Perl：是否保证对常量进行单一计算？

Question

两天内我提出的第三个 Perl 问题。有些人会说我研究得不够努力，尽管我会说我正在帮助保持该部分的活跃性：P 不管怎样，我正在大声思考，希望能得到一个答案。

话不多说，让我引用 constant pragma 文档中的一句话：

当表达式中使用常量时，Perl 会将其替换为它的值 编译时的值，然后可以进一步优化表达式。

我只是想澄清一下：这是否意味着每次程序执行时所有表达式仅计算一次？因为它还说它们是使用内联子函数构建的，这让我印象深刻，因为它本质上是按使用评估的。我的意思是，如果你得到一个返回表达式的子程序，它会在每次调用时重新评估它，对吧？除非他们使用封闭变量或状态变量仅评估一次，但我不知道。

当然，我能保证这只评估一次吗？

#!/usr/bin/perl

use 5.014;
use autodie;
use strict;
use warnings;

use constant TEST => do {
    say 'Testing...';
    5;
};

say TEST foreach (1..4);

在这个特定的例子中，我似乎可以； “测试...”仅打印一次。但是我抛出的所有表达式都能保证这一点吗？

是啊，是啊，是啊。我应该在 CPAN 上使用 Readonly 。不幸的是，我的 Python 思想是，你应该尽可能坚持以标准方式做某事，因此我坚持使用老式的 constant 因为它是一个核心编译指示。

基本上，如果我将一个长而复杂的排序/grep/map 管道放入一个常量中，我可以 100% 保证仅进行一次评估吗？

Answer 1

窥孔优化器将对常量 sub 的调用替换为该 sub 返回的值。在运行时 opttree 中没有对该子函数的任何调用。例如：

$ perl -MO=Concise -E\
  'sub answer () { 42 } for (1 .. 10) { say "The answer is ", answer }'
h  <@> leave[1 ref] vKP/REFC ->(end)
1     <0> enter ->2
2     <;> nextstate(main 49 -e:1) v:%,2048 ->3
g     <2> leaveloop vK/2 ->h
7        <{> enteriter(next->d last->g redo->8) lKS/8 ->e
-           <0> ex-pushmark s ->3
-           <1> ex-list lK ->6
3              <0> pushmark s ->4
4              <
gt; const(IV 1) s ->5
5              <
gt; const(IV 10) s ->6
6           <
gt; gv(*_) s ->7
-        <1> null vK/1 ->g
f           <|> and(other->8) vK/1 ->g
e              <0> iter s ->f
-              <@> lineseq vK ->-
8                 <;> nextstate(main 48 -e:1) v:%,2048 ->9
c                 <@> say vK ->d
9                    <0> pushmark s ->a
a                    <
gt; const(PV "The answer is ") s ->b
b                    <
gt; const(IV 42) s ->c
d                 <0> unstack v ->e

这里感兴趣的一点是

c                 <@> say vK ->d
9                    <0> pushmark s ->a
a                    <
gt; const(PV "The answer is ") s ->b
b                    <
gt; const(IV 42) s ->c
d                 <0> unstack v ->e

，这表明 say 操作的参数是一个 const 字符串“答案是”和一个 const 整数 42。没有 entersub代表子调用的操作码。

Answer 2

的右侧

use constant PI => do { 4 * atan2 1, 1 };

只是一个表达式[1]。当执行语句时对其进行评估。由于该语句是use，因此它在编译时执行。由于人们通常不会将常量声明放入循环中，因此它只执行一次。[2]当编译移至下一行时，已定义以下子例程：

sub PI () { 3.14159265358979 }

这就是每个 useconstant 语句所发生的情况。右侧的表达式可以是任意复杂的，但由 constant 创建的子值将始终是常量编译时表达式的简单值。在文件的其余部分传播此常量值的机制是常量值子，但该子包含原始表达式的值，而不是表达式本身。

[1]：我从 http://perldoc.perl.org/perlsub.html 偷来的一个#Constant-Functions ——其中顺便包含了对 Perl 对内联子函数的作用的更完整的讨论。

[2]：如果它被执行多次，它会警告函数重定义——并且只有最后一次重定义会被保留。

Answer 3

constant 编译指示是用于声明可内联子例程的语法糖。

当你这样写时：

use constant TEST => do {
    say 'Testing...';
    5;
};

与下面的完全等价：

BEGIN {
    require constant;
    constant->import(TEST => do {say 'Testing...'; 5});
}

你可以扩展 do 块，使执行顺序更清晰：

BEGIN {
    require constant;
    say 'Testing...';
    constant->import(TEST => 5);
}

由于 constant 只是语法糖，所以可以删除后，会产生以下代码：

BEGIN {
    say 'Testing...';
    *TEST = sub () {5};
}

因此，当perl编译代码时，它在编译时遇到BEGIN块并立即执行它。因此，在编译时会打印 Testing... 行，并声明子例程 TEST。由于 TEST 是使用 () 原型声明的（不带参数），并且其主体解析为单个常量值，因此该子例程是内联的候选例程。然后编译源代码的其余部分。

每当 Perl 在后续源代码中遇到对 TEST() 的调用时，它都会在编译时用 5 替换该调用。