Scheme中set!修改let变量及两种计数器实现差异解析

背景 #

在自学MIT 6.5151课程过程中，我完成了这些阅读任务：

• 按ps0要求读完SICP第1至2.1章
• 参照CS 61A笔记阅读了SICP 2.2.1章
• 读完《Software Design for Flexibility》（简称SDF）的序言、第1章，以及部分Scheme附录

问题描述 #

在SDF的Scheme附录里看到一个用set!实现计数器的示例：

(define (make-counter)
        (let ((count 0))
            (lambda ()
              (set! count (+ count 1))
              count)))

定义c1、c2之后，两个计数器拥有各自独立的局部状态，调用(c1)会持续返回递增的数值。

我自己写了一段类似的代码：

(define (count)
  (let ((cont 0))
    (lambda ()
      (set! cont (+ cont 1))
      cont)))

但在MIT-Scheme里每次执行((count))，结果都是1。当时我疑惑，是不是因为每次调用((count))都会生成一个新的lambda实例？

问题解析（结合SICP第3.2章内容） #

后来读完SICP第3.2章，我终于搞懂了：

• 原示例中，(make-counter)被调用一次后，会返回一个绑定了特定环境的lambda（比如(define c1 (make-counter))），这个环境里的count初始值是0。之后每次调用(c1)，都是在同一个环境里修改count的值，所以能实现持续递增。
• 而我写的count过程，每次调用(count)都会构造一个全新的环境，其中的cont被重新初始化为0，然后返回绑定这个新环境的lambda。当执行((count))时，相当于先调用count生成新环境和lambda，再执行这个lambda——每次都是在全新的环境里把0加1，结果自然一直是1。这个逻辑和SICP里的(make-withdraw 100)是类似的，每次调用构造新环境，状态无法持续保留。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者An5Drama