r - 环境、(en)closures 和框架是如何相关的？

Question

我想更好地了解 environments , closures , 和 frames有关系。我理解函数闭包包含一个环境，环境包含一个框架和一个外壳，框架包含变量，但我对它们如何相互交互有点模糊。

也许函数调用期间发生的事情的示例会有所帮助？或者也许是一个图表？

Answer 1

更新 R-lang 定义了一个 environment就像有一个框架。我倾向于将帧视为堆栈帧，而不是从名称到值的映射 - 但当然还有 data.frame它将列名映射到向量(然后是一些......)。我认为大部分的困惑来自于原来的 S 语言(仍然是 S-Plus)没有环境对象，所以所有的“框架”本质上都是现在的环境对象，除了它们只能作为一部分存在的调用堆栈。

例如，在 S-Plus 中，sys.nframe 的文档说“sys.nframe 返回所有帧列表中当前帧的数字索引。” ...在我看来，这听起来很像堆栈帧...您可以在此处阅读有关堆栈帧的更多信息:http://en.wikipedia.org/wiki/Call_stack#Structure

我扩展了下面的一些解释并始终使用术语“堆栈框架”(我希望如此)。

结束更新

我会这样解释它们:

环境是将变量名称映射到值的对象。每个映射称为一个绑定(bind)。该值可以是真实值或 promise 。环境具有父环境(空环境除外)。当您在环境中查找符号但未找到时，也会搜索父环境。

Promise 是一个未计算的表达式和一个计算表达式的环境。当 promise 被评估时，它被替换为生成的值。

闭包是一个函数和定义该函数的环境。像 lm 这样的函数将具有 stats 命名空间环境，而用户定义的函数将具有全局环境 - 但函数 f在另一个函数中定义 g将具有 g 的本地环境作为它的环境。

堆栈帧(或激活记录)代表调用堆栈上的条目。每个堆栈帧都有执行函数的本地环境，以及函数调用的表达式(以便 sys.call 起作用)。

执行函数调用时，会创建一个本地环境，并将其父设置为闭包的环境，将参数与函数的形式参数匹配，并将这些绑定(bind)添加到本地环境(作为 promise )。不匹配的形式参数被分配函数的默认值( promise )(如果有的话)并标记为缺失。然后使用此本地环境和调用表达式创建堆栈帧。堆栈帧被压入调用堆栈，然后在此本地环境中评估函数的主体。

...因此，将在本地环境(形式参数和局部变量)中查找正文中的所有符号，如果在父环境(即闭包环境)和父环境的父环境中找不到，依此类推，直到找到.

注意父栈帧的环境是 不是 在这种情况下进行了搜索。 parent.frame , sys.frame函数获取调用堆栈上的环境 - 即调用者的环境和调用者的调用者的环境等......

# Here match.fun needs to look in the caller's caller's environment to find what "x" is...
f <- function(FUN) match.fun(FUN)(1:10)
g <- function() { x=sin; y="x"; f(y) }
g() # same as sin(1:10)

# Here we see that the stack frames must also contain the actual call expression
f <- function(...) sys.call()
g <- function(...) f(..., x=42)
g(a=2) # f(..., x = 42)