第六章 局部变量
6.1 简介
在前面的章节中,我已经讲述了如何定义函数。在本节中,我讲介绍局部变量,这将会使定义函数变得更加容易。
6.2 let表达式
使用let
表达式可以定义局部变量。格式如下:
(let binds body)
变量在binds
定义的形式中被声明并初始化。body
由任意多个S-表达式构成。binds
的格式如下:
[binds] → ((p1 v1) (p2 v2) ...)
声明了变量p1
、p2
,并分别为它们赋初值v1
、v2
。变量的作用域(Scope)为body
体,也就是说变量只在body
中有效。
例1:声明局部变量
i
和j
,将它们与1
、2
绑定,然后求二者的和。
(let ((i 1) (j 2))
(+ i j))
;Value: 3
let
表达式可以嵌套使用。
例2:声明局部变量
i
和j
,并将分别将它们与1
和i+2
绑定,然后求它们的乘积。
(let ((i 1))
(let ((j (+ i 2)))
(* i j)))
;Value: 3
由于变量的作用域仅在body
中,下列代码会产生错误,因为在变量j
的作用域中没有变量i
的定义。
(let ((i 1) (j (+ i 2)))
(* i j))
;Error
let*
表达式可以用于引用定义在同一个绑定中的变量。实际上,let*
只是嵌套的let
表达式的语法糖而已。
(let* ((i 1) (j (+ i 2)))
(* i j))
;Value: 3
例3:函数
quadric-equation
用于计算二次方程。它需要三个代表系数的参数:a
、b
、c
(ax^2 + bx + c = 0
),返回一个存放答案的实数表。通过逐步地使用let
表达式,可以避免不必要的计算。
;;;The scopes of variables d,e, and f are the regions with the same background colors.
(define (quadric-equation a b c)
(if (zero? a)
'error ; 1
(let ((d (- (* b b) (* 4 a c)))) ; 2
(if (negative? d)
'() ; 3
(let ((e (/ b a -2))) ; 4
(if (zero? d)
(list e)
(let ((f (/ (sqrt d) a 2))) ; 5
(list (+ e f) (- e f)))))))))
(quadric-equation 3 5 2) ; solution of 3x^2+5x+2=0
;Value 12: (-2/3 -1)
这个函数的行为如下:
- 如果二次项系数
a
为0
,函数返回'error
。- 如果
a ≠ 0
,则将变量d
与判别式(b^2 - 4ac)
的值绑定。- 如果
d
为负数,则返回'()
。- 如果
d
不为负数,则将变量e
与-b/2a
绑定。- 如果
d
为0
,则返回一个包含e
的表。- 如果
d
是正数,则将变量f
与√(d/2a)
绑定,并返回由(+ e f)
和(- e f)
> 构成的表。
实际上,let
表达式只是lambda
表达式的一个语法糖:
(let ((p1 v1) (p2 v2) ...) exp1 exp2 ...)
;⇒
((lambda (p1 p2 ...)
exp1 exp2 ...) v1 v2)
这是因为lambda
表达式用于定义函数,它为变量建立了一个作用域。
练习1
编写一个解决第四章练习1的函数,该函数旨在通过一个初始速度
v
和与水平面所成夹角a
来计算飞行距离。
6.3 总结
本节中,我介绍了let
表达式,let
表达式是lambda
表达式的一个语法糖。变量的作用域通过使用let
表达式或lambda
表达式来确定。在Scheme中,这个有效域由源代码的编写决定,这叫做词法闭包(lexical closure)。
6.4 习题解答
6.4.1 答案1
(define (throw v a)
(let ((r (/ (* 4 a (atan 1.0)) 180)))
(/ (* 2 v v (cos r) (sin r)) 9.8)))