stream - 方案:使用 `delay`表达式时的显示问题

Question

这是SICP中ex3.51相关的问题，这里是代码

(define (cons-stream x y)
  (cons x (delay y)))
(define (stream-car stream) (car stream))
(define (stream-cdr stream) (force (cdr stream)))
(define (stream-map proc s)
  (if (stream-null? s)
      the-empty-stream
      (cons-stream
       (proc (stream-car s))
       (stream-map proc (stream-cdr s)))))
(define (stream-enumerate-interval low high)
  (if (> low high)
      the-empty-stream
      (cons-stream
       low
       (stream-enumerate-interval (+ low 1) high))))
(define (stream-ref s n)
  (if (= n 0)
      (stream-car s)
      (stream-ref (stream-cdr s) (- n 1))))
(define (show x)
  (display x)
  x)
;test
(stream-map show (stream-enumerate-interval 0 10))

输出是 012345678910(0 . #<promise>) 。

但我认为 cons-stream 中的延迟表达式延迟了评估，如果我在 stream-map 中使用不同的处理函数，如 lambda (x) (+ x 1) 输出 (1 . #<promise>) 更合理，那么为什么 display 打印所有数字？

Answer 1

问题在于这个定义:

(define (cons-stream x y)
  (cons x (delay y)))

它定义了 cons-stream作为一个函数，因为它使用 define .

Scheme 的求值是急切的:在输入函数体之前对参数求值。因此 y传递给 delay 时已经完全计算.

相反， cons-stream应该定义为一个宏，比如

(define-syntax cons-stream
  (syntax-rules ()
    ((_ a b) (cons a (delay b)))))

或者我们可以调用 delay明确地，手动地，例如

(define (stream-map proc s)
  (if (stream-null? s)
      the-empty-stream
      (cons
       (proc (stream-car s))
       (delay
          (stream-map proc (stream-cdr s))))))

那么就不会有人调用 cons-stream在我们的代码中，只有 (cons A (delay B))来电。和 delay是一个宏(或特殊形式，无论如何)，它不会在工作之前评估其参数，而是直接操作参数表达式。

我们甚至可以放弃对 delay 的调用, 并替换 (cons A (delay B))与 (cons A (lambda () B)) .这也需要重新实现 force (它是内置的，与内置的 delay 一起使用)简单地 (define (force x) (x))或直接调用 (x)在适当的地方手动强制流的尾部。

你可以看到这样的 lambda接近 this answer 末尾的基于流的代码, 或 ideone entry (对于 this RosettaCode entry )没有使用显式 lambda 的任何宏。但是，这种方法可以改变代码的性能，如 delay正在内存，但 lambda基于流的流不是。如果我们尝试多次访问流的元素，就会看到差异。

另见 this answer对于流实现的另一种看法，通过手术将列表的最后一个 cons 单元格修改为内存 force .