"do" 控制结构在 Scheme 中有什么作用？

Question

我运行反对 Scheme 程序，它使用所谓的 do 程序工作，但我不知道它是如何工作的，也不知道它是如何实现的。如果有人可以提供帮助，我将不胜感激。代码如下：

(define (storage-move-right vector i j)
  (do ((idx j (- idx 1)))
    O(n)
      ((< idx i))
        (vector-set! vector (+ idx 1) (vector-ref vector idx))))

Answer 1

"missing" 循环构造 while、repeat-until 和 for

问题

控制结构 while、repeat-until 和 for 存在于大多数主流编程语言中，但在 Scheme 标准中却找不到它们。 Scheme中用到了什么？

解决方案

这些结构都可以 "emulated" 通过使用正常的（尾递归）函数调用。然而，由于这些结构经常被使用，所以有一些更方便的语法糖可用。两个最常用的构造是使用 named let 和 do 构造。

最好将 do 构造视为美化的 "do-until" 循环。 do 的最简单形式是：

(do ()
  [test return-exp]
  exp
  ...)

如果省略 return-exp 则 returned 值为 void、"the invisible value"（如此命名是因为它没有在交互中打印 window).

在每个循环开始时，都会计算测试表达式。如果它不为假，则计算 return-exp 并且其 return 值是整个 do 循环的值。如果测试为假，则按顺序评估主体表达式。在对最后一个主体表达式求值后，开始一个新的循环。

; Example 1
; WARNING: This is not good style.
;          A better solution is found below.

                                  ; Pseudo Code
(define i 0)                      ; i := 0
(do ()                            ; do 
  [(= i 5)]                       ;   until i=5
  (display i)                     ;       display i
  (set! i (+ i 1)))               ;       i := i +1

; displays: 01234

do 的替代方法 "named let" 是 let 语法的变体，它提供了比 do 更通用的循环结构，也可用于表达递归。它具有与普通 let 几乎相同的语法，但是可以在主体中使用变量名称来重复执行带有 var1 的新值的主体...通过使用新的名称调用名称值。

(let name ([var1 exp1]
           ...)
   body
   ...)

变量列表可以为空。重写一个普通的 while 循环现在很容易：

while test           (do ()                 (let while ()
  begin                [(not test)]           (when test
    exp1               exp1                      exp1
    exp2               exp2                      exp2
    ...                ...)                      ...
  end                                            (while)))

(void) 表达式的计算结果为 "invisible" 值，表示不打算使用 return 值。它不是由交互 window（REPL）打印的。

要用 do 编写一个 for 循环需要我们看下一个最简单的 do 形式：

(do ([var start-exp next-exp])
  [test return-exp]
  exp
  ...)

do 表达式的计算从 start-exp 的计算开始。结果绑定到变量 i，它在 next-exp 以及 test、return-exp 和 body 表达式中都可见。当循环重新启动时，next-exp 被评估并且变量 var 被重新计算到结果，在 test 表达式和（可能）主体被重新评估之前。

; Example 2
(do ([i 0 (+ i 1)])           (let loop ([i 0])
  [(= i 5)]                     (unless (= i 5)
  (display i))                     (display i)
                                   (loop (+ i 1))))
; displays: 01234

现在很清楚如何用do写一个普通的for循环了:

for i=a to b step d         (do ([i a (+ i d)])          (let for ([i a])
  begin                       [(> i b)]                    (unless (> i b)
    exp1                      exp1                            exp1
    exp2                      exp2                            exp2
    ...                       ...)                            ...
  end                                                         (for (+ i d))))

repeat-until循环使用do写起来很尴尬，但是使用named let我们可以做如下：

repeat                
  begin        (let loop ()         (let loop ()
    exp1         exp1                 exp1
    exp2         exp2                 exp2
    ...          ...                  ...
  end            (if (not test)       (unless test (loop)))
until test           (loop)))

此答案基于 SchemeCookbook 中的条目。查看档案：https://web.archive.org/web/20131004034526/http://schemecookbook.org/Cookbook/IdiomLoopingConstructs

"do" 控制结构在 Scheme 中有什么作用？

What does the "do" control construct do in Scheme?

algorithm

scheme

procedure

"missing" 循环构造 while、repeat-until 和 for

问题

解决方案