作者自述CSE语言设计思想（五）----用CSE模拟LISP语言（下）

消除边际效应

当我们使用变量记录运算过程中用到的数据时，就引入了边际效应的风险，举一个简单例子：

bData as [1,2,3,4,5,6,7];## do somethingfor i in range(bData.len()-1,-1,-1):  if bData[i] > 3:    bData.pop(i);  end;end;## do somethingprint(bData);

这段代码用于把bData列表中数据筛选一遍，把不符合条件的数据（i > 3）删掉，然后打印结果数据。

看上去很简单，不容易出错，但如果程序写复杂，代码量增加了，比如上面代码中用“do something”注释的地方，插入大量代码，bData变量可能不经意被修改，有时修改不在本处，可能用参数传递到其它函数被修改了，结果print值并非预期，这种情况就是边际效应（side-effects）。

实现同样过滤功能，我们可改用如下方式编写无副作用的代码：

bData as lambda: vCond,bInput, filter(vCond,bInput); end;print(bData(lambda: i, i <= 3 end,[1,2,3,4,5,6,7]));

这里，bData同样是变量，但它描述一种运算，即：利用FP的惰性求值的特性，保障特定数据免遭意外被改。

 

Bindings捆绑

Binding不只是FP语言的一个特色，也是脚本语言的通用特色。在脚本语言中，一个变量总是以“实体”的形式存在的，C/C++不是这样，比如：

int i = 5;i = 5.5f;

这里变量i始终是int类型，尽管第二条语句将float值赋给它，系统把值转化为int再赋过去。相应的，脚本语言处理此类语句更向改换链接（变量名只是一个链接标识），比如在Python中：

i = 5i = 5.5

第一条语句执行后，i是整形变量，而第二条语句执行后i变成浮点变量了。我们可以把变量i看作一种标识，该标识先与值为5的整数实体捆绑，然后当第二语句执行后，改成与值为5.5的浮点数实体捆绑。

这就是强类型与弱类型语言的差别。我们看一下CSE语言如何处理的：

i as TInt = 5;i = 5.5f;

CSE解释器也像C/C++那样，执行第二条语句时把浮点数转成int类型再赋过去，这种设计迎合了“用脚本仿真C/C++”的需求，与常见脚本语言处理风格存在很大差异。

接下来，我们要用CSE的Interface风格的类定义模拟Binding特性，因为CSE的class类也缺省去仿真C++的class了，Interface风格类提供一种自定义操作的机制，CSE已用它模拟Python脚本接口，请参阅CSE在线帮助《PyLib参考手册》。

我们先定义一个Binding类，如下：

class Binding: end as AInterface;class Binding:  declare #dict as TEntryArray*;  func Binding(me):    ppDict as TEntryArray** = &me asTEntryArray**;    *ppDict = new TEntryArray();  end;  func `~Binding`(me):    ppDict as TEntryArray** = &me asTEntryArray**;    delete *ppDict;    *ppDict = NULL;  end;  func `#=`:  ## dir()    declare(me);    return me.#dict->keys();  end;  func `#1:`: ## get attribute    declare(me,attr);    if "#dict" == attr:      return *(&me as TEntryArray**);    end else:      pDict as *(&me asTEntryArray**);      ret as pDict->get(attr.toId());      if CseNull == ret:        throw(EAttrError,"attribute(%s) inexistent" % [attr]);      end else return ret;    end;  end;  func `#1;`: ## set attribute    declare(me,attr,value);    if "#dict" == attr:      throw(EAttrError,"attribute(#dict) is readonly");    end else:      pDict as *(&me asTEntryArray**);      pDict->set(attr.toId(),value);      return value;    end;  end;end;

这个Binding类重新定义存取类成员的方式，都定向到对#dict成员读写，#dict是字典类型，众多“key-value”成对保存在该变量中。然后，我们运行如下代码：

ASet as Binding();ASet.i = 5;ASet.i = 5.5f;

前一条对ASet.i赋值，i变量是int整形，后一条对ASet.i赋值，i变量将变为浮点值，即：通过Binding类，我们让CSE也缺省提供弱类型赋值。

删除ASet.i变量：

ASet.i = CseNull;

查看ASet下都定义了哪些实体：

dir(ASet);

再验证一下函数实体是否也支持：

ASet.test = lambda: i1,i2, i1 + i2; end;ASet.test(3,5);

ASet.test(3,5)调用结果肯定是8。

 

Closures闭包

Closure是一种将函数与它依赖的运行环境一起打包的技术，它最初是在20世纪60年代作为Scheme组成部分开发的，目前JavaScript、Python、Ruby、PHP（V5.3以后版本）都支持闭包。

闭包的价值通常建立在lambda匿名函数之上，有了闭包，不仅函数自身作为一种数据可以被传递，被记录，运行该函数的上下文环境也被保存，这让经过一次或多次传递后的函数仍能正常调用。

比如，我们有如下代码：

iPeriod as TInt = 7;func nextPeriodFunc() as TCseObj:  return lambda: i, iPeriod + i end;end;

一周是7天，全局变量iPeriod值为7，已知本周一是2号，求下周一是多少号？

nextWeek as nextPeriodFunc();nextWeek(2);

这种编程风格容易产生边际效应，全局变量不小心被改将导致nextWeek运算出错，改用闭包形式：

func nextPeriodFunc(iDay) as TCseObj:  iPeriod as TInt = iDay;  return Closure(lambda: i, iPeriod + i end);end;nextWeek as nextPeriodFunc(7);nextWeek(2);

把iPeriod变量改作局部变量，然后使用闭包，把“lambda: i, iPeriod+ i end”函数定义与它运行的环境（含iPeriod）打包。最后调用nextWeek(2)，您将得到结果值：9。

CSE已提供将函数环境打包（#packSpace）及闭包调用（#closureCall）的功能，我们用如下代码封装一个Closure类就可以了：

class Closure:  declare space as TCseObj;  declare fun as TCseObj;  func Closure(me,AFunc,Space =#packSpace()):    me.fun = AFunc;    me.space = Space;  end;  func `operator()`:    declare(me,#_);    return #closureCall(me.fun,#_,me.space);  end;end;

需要提醒一下，闭包特性延伸了函数内局部变量的生存周期，如上面举例iPeriod局部变量并不随nextPeriodFunc(iDay)函数调用结束而释放，如果这个nextPeriodFunc还定义另一个占用大量内存的变量，结果是什么？它占用的内存将一直占着，直到闭包实体被释放（如上面例子中nextWeek变量被删除）。

 

CSE与函数式编程

CSE语言具备完整支持函数式编程的能力，但不意味着它现在就是一门函数式编程语言，本文介绍了CSE在FP编程通用特性上的实现情况，但CSE官方并未正式宣称CSE支持FP编程（其实正式宣称也未尝不可，业界大部分支持FP的语言并非纯粹只用函数式表达风格）。

CSE用户手册未正式推荐FP特性，主要因为当前状况下，还不存在必须用FP才能解决的应用，FP的表述风格终归不如命令式那么好学、易用、也更人性。或许，CSE今后向多核并行方向发展时，FP编程才正式推荐给大家使用。

本系列文章（用CSE模拟LISP语言）用到的代码已整理到functional.cse文件，请点击此处下载。

（完）

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