自定义城市ADT中get-lon返回列表而非数值的问题排查

问题重现 #

我们定义了城市抽象数据类型（ADT），包含构造器make-city和选择器get-name、get-lat、get-lon，代码实现如下：

(define (make-city name lat lon)
  (cons name (cons lat (cons lon null))))

(define (get-name make-city)
  (car make-city))

(define (get-lat make-city)
  (car (cdr make-city)))

(define (get-lon make-city)
  (cdr (cdr make-city)))

(define berkeley (make-city 'Berkeley 122 37))
(get-name berkeley)    'Berkeley
(get-lat berkeley)     122
(get-lon berkeley)     '(37)

调用(get-lon berkeley)返回'(37)，但预期输出为37，需要排查代码错误。

错误原因 #

问题出在构造器的结构设计和选择器的匹配逻辑不统一：

• 构造器make-city中，(cons lon null)等价于(list lon)，把经度值包装成了一个单元素列表，最终生成的城市结构是(Berkeley . (122 . (37 . ())))，此时(cdr (cdr berkeley))取到的是(37 . ())，也就是显示为'(37)的列表。
• 选择器get-lon直接取(cdr (cdr make-city))，拿到的是这个单元素列表，而非列表里的数值37。

修正方案 #

有两种可行的修正方式，推荐第一种（更符合Scheme配对结构的简洁设计）：

方案一：修正构造器，让经度作为原子值存储

调整make-city的实现，去掉最后一层cons和null，让经度直接作为配对结构的最后一个元素：

(define (make-city name lat lon)
  (cons name (cons lat lon))) ; 直接将lon作为最终的cdr部分

(define (get-name city)
  (car city))

(define (get-lat city)
  (car (cdr city)))

(define (get-lon city)
  (cdr (cdr city))) ; 此时直接取到的就是lon的数值

(define berkeley (make-city 'Berkeley 122 37))
(get-name berkeley) ; 输出 'Berkeley
(get-lat berkeley)  ; 输出 122
(get-lon berkeley)  ; 输出 37

方案二：保留原构造器，修正选择器逻辑

如果需要保留原构造器的结构，修改get-lon，从单元素列表中取出数值：

(define (make-city name lat lon)
  (cons name (cons lat (cons lon null))))

(define (get-name city)
  (car city))

(define (get-lat city)
  (car (cdr city)))

(define (get-lon city)
  (car (cdr (cdr city)))) ; 取列表的第一个元素（即数值37）

(define berkeley (make-city 'Berkeley 122 37))
(get-lon berkeley) ; 输出 37

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Proteus Yi