clojure - 如何找到 Clojure 表达式中的所有自由变量？

Question

如何找到 Clojure 表达式中的所有自由变量？

作者 自由变量 , 我的意思是所有没有定义在本地环境中的符号(包括所有定义在表达式内部的局部环境)，没有定义在全局环境中(所有在当前命名空间中的符号，包括所有从其他命名空间导入的符号)，而不是Clojure 原语。

例如，这个表达式中有一个自由变量:

(fn [ub]
  (* (rand-int ub) scaling-factor))

那就是 scaling-factor . fn , * , 和 rand-int都是在全局环境中定义的。 ub是在它发生的范围内定义的，所以它也是一个绑定(bind)变量(即不是自由的)。

我想我可以自己写这个——看起来并不难——但我希望有一些我应该使用的标准方法，或者访问 Clojure 编译器的标准方法(因为 Clojure编译器当然也必须这样做)。简单实现的一个潜在缺陷是表达式中的所有宏都必须完全扩展，因为宏可以引入新的自由变量。

Answer 1

您可以使用 tools.analyzer.jvm 分析表单传递特定的回调来处理无法解析的符号。
像这样的东西:

(require '[clojure.tools.analyzer.jvm :as ana.jvm])

(def free-variables (atom #{}))

(defn save-and-replace-with-nil [_ s _]
  (swap! free-variables conj s)

  ;; replacing unresolved symbol with `nil`
  ;; in order to keep AST valid
  {:op :const
   :env {}
   :type :nil
   :literal? true
   :val nil
   :form nil
   :top-level true
   :o-tag nil
   :tag nil})

(ana.jvm/analyze
 '(fn [ub]
    (* (rand-int ub) scaling-factor))
 (ana.jvm/empty-env)
 {:passes-opts
  (assoc ana.jvm/default-passes-opts
         :validate/unresolvable-symbol-handler save-and-replace-with-nil)})

(println @free-variables) ;; => #{scaling-factor}

它还将正确处理宏扩展:

(defmacro produce-free-var []
  `(do unresolved))

(ana.jvm/analyze
 '(let [x :foo] (produce-free-var))
 (ana.jvm/empty-env)
 {:passes-opts
  (assoc ana.jvm/default-passes-opts
         :validate/unresolvable-symbol-handler save-and-replace-with-nil)})

(println @free-variables) ;; => #{scaling-factor unresolved}