方案的 block 结构效率

Question

The book在第 1 章中定义了 block 结构，允许您“打包”define位于过程定义内。

考虑这个mean-square定义例如:

(define (mean-square x y) 
    (define (square x) (* x x))
    (define (average x y) (/ (+ x y) 2))
    (average (square x) (square y)))

当我运行(mean-square 2 4)时我正确地得到 10 .

我的问题是，内部定义(在这个玩具案例中的 square 和 average )是否每次运行我调用 mean-square通过口译员进行程序？如果是这样，那不是效率低下吗？如果没有，为什么？

Answer 1

如果代码编译得有些幼稚，可能会产生一些开销。原因是内部函数是在一个全新的词法环境中定义的，该环境在每次进入函数时都会重新实例化。在抽象语义中，每次调用函数时，都必须捕获新的词法闭包并将其连接到该环境框架中的正确位置。

因此，归结为编译器可以优化掉多少内容。例如，它可以注意到这两个函数实际上都没有引用周围的词法环境。 (这些函数中的x和y引用是它们自己的参数，而不是周围均方的参数)。这意味着它们都被移动到顶层而不改变语义:

(define (__anon1 x) (* x x))

(define (__anon2 x y) (/ (+ x y) 2))

(define (mean-square x y)
    (define square __anon1)
    (define average __anon2)
    (average (square x) (square y)))

从现在起，square 和 average 实际上是简单的别名(由编译器生成的全局实体的别名，编译器知道它们不会被任何东西操纵)在其控制之外)，它们表示的值可以通过以下方式传播:

(define (mean-square x y)
  (__anon2 (__anon1 x) (__anon1 y)))