SICP 読書ノート#28 - 3.2 評価の環境モデル (pp.138-147)

前回からずいぶん間が空いてしまった。

今回は「§3.2 評価の環境モデル」から。

初出じゃないけど用語がいろいろと出てくる。

環境(environments)
フレーム(frames)
束縛(bindings)
大域(global)
外側の環境(enclosing environment)
変数の値(value of a variable)
未束縛(unbound)
(束縛を)隠す(shadow)

何のことやらさっぱりという人は、「§1.1 名前と環境」から読み返すといいかもしれない。

評価の規則

すでに何度か出ている話題だけど、

(define (square x)
  (* x x)

は、

(define square
  (lambda (x) (* x x)))

のsyntax sugarである。

つまり、(define (square x) (* x x))というのは、 (* x x) 手続きをsquareという変数に束縛しているにすぎない。

トップレベルで上記の式を評価すると、squareは大域環境に束縛されるので、テキスト図3.2のような例になる。

単純な手続きの作用

(square 5)

という式が評価されると、x : 5という束縛関係をもった環境が生成されるが、これは大域環境ではなく手続きの実行時のみに生成される一時的な環境である。テキスト図3.3のE1がそれ。また、これは``E1```の外部からは参照できないローカルな環境でもある。

逆に、E1から大域環境を参照することは可能である。グローバル→ローカルへは参照できないが、ローカル→グローバルへは参照できる。

よって、図3.3ではE1から大域環境へと矢印が引いてある。 JavaScriptでのスコープチェーンと同じ概念だ(と思う)。

問題 3.9

(factorial 3)の実行過程。(factorial 6)を描くのはさすがに大変だったので...

局所変数の入れ物としてのフレーム

図3.3のE1のxも局所変数だけれど、squareの実行時にしか現れないため状態を保持する入れ物としては使えない。

しかし、以下のような手続きに対し、

(define (make-withdraw balance)
  (lambda (amount)
    (if (>= balance amount)
        (begin (set! balance (- balance amount))
               balance)
        "Insufficient funds")))

その戻り値の手続きオブジェクトをある変数に束縛すると、この手続きオブジェクトは外部の環境にあるbalanceを参照するため、その結果、この手続きオブジェクトが解放されない限り、 balanceを含む環境も解放されないため、状態を保持する入れ物として使える。まさにクロージャだ。

問題 3.10

(define W2 (make-withdraw 100)) まで評価が終わったタイミングでの実行結果。

環境構造としては initial-amount の値がローカル環境に保持される点が、テキストの前述の例とは異なる。

内部定義

さらに進んで手続きの中にローカルな手続きをもつ場合の例。これまでの延長線で考えればよいので、特筆すべきことなし。

問題 3.11

(define acc (make-account 50)) 評価時。

((acc 'deposit) 40) 評価時。

(define acc2 (make-account 100)) 評価時。

次は「§3.3 可変データのモデル化」から。

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