r - 为什么 R 不在提供的环境父树中查找指定的对象？

Question

配置:

OS : Windows 10 (64 bits)
R version: 3.6.3

我正在学习 R，目前我正在阅读 R 中的环境。我正在做一些练习，我想出了一个我自己创建的示例，但似乎我仍然无法解释和理解在 R 中正确查找对象的概念。一般来说，到目前为止我所理解的(如果我错了，请纠正我)是，如果 R 在当前环境中找不到对象，它会按顺序调用所有现有的父环境。只是为了看看它在实践中如何工作，我创建了以下程序:

library(rlang)
library(envnames)
library(lobstr)
e1 <- env()
e2 <- new_environment(parent = e1)
e3 <- new_environment(parent = e2)
e4 <- new_environment(parent = e3)
e5 <- new_environment(parent = e4)
e6 <- new_environment(parent = e5)
e7 <- new_environment(parent = e6)
e8 <- new_environment(parent = e7)
e9<- new_environment(parent = e8)
e10 <- new_environment(parent = e9)
e4$testvar <- 1200
e10$testfun <- function(x) {
    print(envnames::environment_name(caller_env()))
    return (testvar)
}

这是我如何通过选择 e10 作为调用者环境来运行上述程序

with(data = e10, expr = e10$testfun())

鉴于 testvar 是在环境 e4 中定义的，并且 e4 是 e10 的祖先，我预计为了找到 testvar 的值，R 在父树中从 e10 上升到 e4。但程序因以下错误而停止:

Error in e10$testfun() (from #3) : object 'testvar' not found

你能告诉我我误解了什么吗？我使用 with(data = e10, ...) 的事实不应该意味着用于函数调用的环境是 e10？

Answer 1

所以，这是一个异常微妙的问题。您需要在这里考虑两种相关类型的环境，绑定(bind)环境，或者与您的函数绑定(bind)的环境，以及封闭环境，或者创建函数的环境。在本例中，绑定(bind)环境是 e10，但封闭环境是全局环境。来自 Hadley Wickham's Advanced R :

The enclosing environment belongs to the function, and never changes, even if the function is moved to a different environment. The enclosing environment determines how the function finds values; the binding environments determine how we find the function.

考虑以下内容(在执行您提供的代码后执行)来演示这一点:

eval(expression(testfun()), envir = e10)
# [1] "e10"
# Error in testfun() : object 'testvar' not found
testvar <- 600
eval(expression(testfun()), envir = e10)
# [1] "e10"
# [1] 600

此外，现在考虑:

eval(envir = e10, expr = expression(
    testfun2 <- function(x) {
        print(envnames::environment_name(caller_env()))
        return (testvar)
    }
))
eval(expression(testfun2()), envir = e10)
# [1] "e10"
# [1] 1200

我希望这能澄清这个问题。

更新:确定封闭和绑定(bind)环境

那么我们如何确定诸如 testfun() 之类的函数的绑定(bind)和封闭环境？

如G. Grothendieck's answer shows ，environment() 函数为您提供函数的封闭环境:

environment(e10$testfun)
# <environment: R_GlobalEnv>

据我所知，基础 R 中没有一个简单的函数可以为您提供函数的绑定(bind)环境。如果您要查找的函数位于父环境中，则可以使用 pryr::where():

pryr::where("mean")
# <environment: base>

(有一个base函数用于查看函数是否在环境中，exists()和pryr::where() 使用它。但是，它不会通过像 where() 这样的父环境进行递归。)

但是，如果您必须搜索子环境，据我所知，没有这样的功能。但是，模拟一个似乎很简单:

get_binding_environments <- function(fname) {
    ## First we need to find all the child environments to search through.
    ## We don't want to start from the execution environment;
    ## we probably want to start from the calling environment,
    ## but you may want to change this to the global environment.
    e <- parent.frame()
    ## We want to get all of the environments we've created
    objects <- mget(ls(envir = e), envir = e)
    environments <- objects[sapply(objects, is.environment)]
    ## Then we use exists() to see if the function has a binding in any of them
    contains_f <- sapply(environments, function(E) exists(fname, where = E))
    return(unique(environments[contains_f]))
}

get_binding_environments("testfun")
# [[1]]
# <environment: 0x55f865406518>

e10
# <environment: 0x55f865406518>