Exercises on Scheme (6)

closure

関数(λ式)を評価すると，システムは関数本体とそれを評価するための環境を合わせたclosure(クロージャ)を生成する．関数の環境は，それが評価されたときの環境であり，例えばある局所変数のスコープの元で関数が評価された(そしてクロージャが生成された)場合，その局所変数は，評価時に捨てられてしまうのではなく，関数呼び出しによって，いつでも参照できる．

	==> (define x 0)
	==> (define incx (let ((x 0)) (lambda () (set! x (+ x 1)) x)))
	incx
	==> (incx) ;; let内の局所変数の値を増やす
	1
	==> (incx)
	2
	==> (incx)
	3
	==> x ;;大域変数xの値
	0

この場合，大域変数のxの値は変化していないことに注意．

        ==> (define new-counter 
               (lambda (initial)
                 (let ((x initial))
                   (lambda (method . a)
                     (cond ((eq? method 'get) x)
                           ((eq? method 'set) (set! x (car a)))
                           ((eq? method 'add) (set! x (+ x (car a))))
                           ((eq? method 'sub) (set! x (- x (car a))))
                           ((eq? method 'reset) (set! x initial)))))))
        new-counter
	==> (define c1 (new-counter 0))
  	==> (define c2 (new-counter 10))
  	==> (c1 'add 1)
	==> (c1 'get)
	1
	==> (c2 'sub 1)
	==> (c2 'get)
	9
	==> (c1 'reset)
	==> (c1 'get)
	0

c1,c2はそれぞれ独立して局所変数xを持っている．また局所変数xの対する操作は，必ず引数methodで指定される内部の手続きを通して行われる．このように外部から独立したデータとそれを扱う手続きを持ち，自律的に計算を行うものをオブジェクトと呼ぶ．

[kadai27opt]:選択問題(必ずしもやらなくてよい)

ある人のデータとそのデータを操作する手続きを合わせて，以下のようなpersonというオブジェクトを作ることを考える．

personのデータ:: 名前(シンボル)，年齢(整数)，職業(シンボル)，性別(シンボル)，趣味(シンボルのリスト)，友人(personのリスト)
personの手続き:: get-{name,age,occupation,sex,hobbies,friends} : それぞれののデータをそのまま返す．get-friendsにより，personという種類のオブジェクトのリストが返る．; get-friend-names : 友人の名前のリストを返す(シンボルのリストである); set-{name,age,occupation,hobbies,friends} : それぞれのデータに新しい値を代入する; add-hobbies,delete-hobbies(趣味の追加と削除),add-friends,delete-friends(友達を増やす，減らす)

上の6つのデータをもらって新しいpersonを返す関数new-personを定義せよ．

	;; 他にpersonが定義されていない場合，友人のリストの初期値は空リストになる．
	==> (define honda (new-person 'taro '20 'student 'male '(tennis basket) '()))
	#<unspecified>
	==> (honda 'get-name)
	taro
	==> (honda 'set-age 21)
	21
	==> (honda 'get-hobbies)
	(tennis basketball)	
	==> (honda 'add-hobbies 'programming 'cardgame)
	(tennis basketball programming cardgame)
	==> (honda 'delete-hobbies 'tennis)	
	(basketball programming cardgame)
	==> (define williams (new-person 'ellen 19 'student 'female '() '()))
	#<unspecified>
	==> (define jordan (new-person 'eddie 20 'student 'male '() '()))
	#<unspecified>
	==> (honda 'add-friends williams jordan)
	#<unspecified>
	==> (honda 'get-friend-names)
	(ellen eddie)

[kadai28opt]:選択問題(必ずしもやらなくてよい)
personを引数にとって，友達の友達は皆友達というのを前提に，その全部の友人のつながりのリストを返す関数all-friendsを定義せよ．返すリストの中では，友人はその名前で表すものとする．ここで，次のような友達の関係があるとする．

	Aの友達がB,C
	Bの友達がD
	Cの友達はなし
	Dの友達がF
	Fの友達はなし

このときAの友達のつながりは，次のように表される．

	((A B) (A C) (B D) (D F))

基本的には，Aの友人のそれぞれについてその友人を調べ，またそれらの友人の友人を調べる，というように再帰的に友人を調べていけばよい．ただし友人関係に「BはAの友達，CはBの友達，AはCの友達」のようなループがある場合，単純な再帰呼び出しでは，無限に呼び出しが繰り返される．ここでは，上の例のように友人関係にはループがないものと仮定してよい．

余裕があれば，友人関係に「BはAの友達，CはBの友達，AはCの友達」のようなループがある場合に挑戦してみよ．

継続

[kadai29opt]:選択問題(必ずしもやらなくてよい)
kadai09(3)で定義した関数number-list?，すなわち，与えられたリストが0個以上の数値要素だけからなるリストであれば真(#t)，そうでなければ偽(#f)を返す1引数関数を，継続を利用して大域脱出を行うように変更せよ．

[kadai30opt]

与えられた任意個のリストをつなぎ合わせる関数，すなわちappendを作成してみよ．関数名はmyappendとする．継続を利用する必要はない．

大域変数resume-withを用意して，myappendの実行後に，(resume-with x)を実行することで，myappendを実行した結果にxをappendして，残りの計算を続けることができるようにmyappendを変更した関数myappend-contを作成せよ．

	;; 動作例
	==> (define resume-with '())
	==> (myappend-cont '(a b) '(c d) '(e f))
	(a b c d e f)
	==> (resume-with '(g h i))
	(a b c d e f g h i)
	==> (define resume-with1 resume-with)
	==> (myappend-cont '(1 2 3 4 5) '(6 7))
	(1 2 3 4 5 6 7)
	==> (resume-with '(8))
	(1 2 3 4 5 6 7 8)
	==> (resume-with1 '(8))
	(a b c d e f 8)
	==> (apply + (myappend-cont '(1 2) '(3 4)))
	10
	==> (resume-with '(8))
	18
	==> (resume-with '(8 9))
	27

Schemeの課題 --- (6) 27-30

closure

継続