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Clojure的变量和全局环境

Posted on 2012-07-31 01:48 steven.cui 阅读(1478) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: clojure

原文请参考,如有问题和歧义请指正,谢谢:)

http://clojure.org/vars

变量和全局环境

Clojure是个很实用的语言,偶尔需要将维护和改变数据的值。她提供了4种不同的方式来操作变量:Vars, Refs, Agents, 和Atoms。Vars机制是是指向一个可改变的数据的位置,你可以为每个线程动态的绑定(制定一个新的存储位置)一个新值。Vars可以初始化根绑定(不是必须的),绑定的值对于所有线程都是共享的,但却别的线程就不能重新绑定。因此,要么Var可以为每个线程绑定值,要么使用根绑定。

下面的special form def 创建了一个Var,如果Var不存在和没有给初始化,var就是不绑定的(不允许创建非动态的Var,必须显式指定根绑定):

user=> (def x)
#'user/x
user=> x
java.lang.IllegalStateException: Var user/x is unbound.

为根值初始化(如果存在,就被再次绑定)

user=> (def x 1)
#'user/x
user=> x
1
 

默认情况下(定义的时候初始化了根绑定),Vars是静态的(static),但是,建立动态Var的定义可以通过元数据标记的方式,然后在线程用时通过binding来指定。

user=> (def ^:dynamic x 1)

user=> (def ^:dynamic y 1)

user=> (+ x y)

2

user=> (binding [x 2 y 3]

         (+ x y))

5

user=> (+ x y)

2

 

binding被创建后其他线程是是不可见的。创建的binding可以被赋值,也就是在没有离开调用堆栈之前可以被上下文访问。可以在一块代码之前设置matadata标签:dynamic来指定:

user=> (def ^:dynamic x 1)

#'user/x

user=> (meta #'x)

{:ns #<Namespace user>, :name x, :dynamic true, :line 30, :file "NO_SOURCE_PATH"}

user=> (binding [x 2] (println x))

2

nil

user=> x

1

user=>

 

如果你想让函数编译为static的,并且指定返回值,可以看下面的例子(速度提升不少,关键的调用函数可以采用这种方式加速):

 (defn fib [n]   (if (<= n 1)

    1

    (+ (fib (dec n)) (fib (- n 2)))))

#'user/fib

 (defn ^:static fib2 ^long [^long n]

  (if (<= n 1)

    1

    (+ (fib2 (dec n)) (fib2 (- n 2)))))

#'user/fib2

user=> (time (fib 38))

"Elapsed time: 1831.113 msecs"

63245986

user=> (time (fib2 38))

"Elapsed time: 328.715 msecs"

63245986

user=> (meta (var fib))

{:arglists ([n]), :ns #<Namespace user>, :name fib, :line 1, :file "NO_SOURCE_PATH"}

user=> (meta (var fib2))

{:arglists ([n]), :ns #<Namespace user>, :name fib2, :static true, :line 4, :file "NO_SOURCE_PATH"}

user=>

 

在上下文中可能需要重定义静态变量,从Clojure1.3开始提供with-redefswith-redefs-fn这两个宏来修改。

定义函数的defn也是Vars的存储方式,也可以在运行时被重定义。这也为aop编程带来很多方便,例如:你可以封装一个类似logging函数给调用的上下文或者或者线程。

 

(set! var-symbol expr)

将Vars指定为special form

当地一个操作符为symbol的时候,它必须是全局变量。当前线程绑定的值就是后面的expr,也就是说必须是Thread-local的才可以,否则将会抛出一个使用set!来设定根绑定变量的错误。变量的表达式expr必须有返回值。

注意,你不能赋值给一个函数的参数或者本地绑定,只能是java的字段Vars Refs和Agents,因为这些数据在Clojure里可不变的。

使用set为java字段设置值,可以查看 Java Interop.

 

Interning

命名空间维护了每个Var对象的全局符号映射。如果使用def定义变量没有在当前的命名空间找到该符号,就创建一个,否则使用现有的。创建或者寻找的过程被称作interning。这就意味着,除非Var对象取消映射,否则Var对象每次被查询,所以请在循环中千万不要引用Var的全局变量,否则将非常慢,通过let或者binding让全局变量取消映射来提高速度。命名空间在Evaluation中构建了全局环境,编译器也把所有free symbols当做Vars来解析了。

可以使用阅读宏(Reader)#’来得到Var对象的内部的值。

 

Non-interned的类型的变量

可以通过with-local-vars来创建non-interned类型的变量,在free symbol解析的时候将不会被发现,这些值只能被手工的访问,但是也可以用作当前线程的变量。

user=> (defn factorial [x]

         (with-local-vars [acc 1, cnt x]

           (while (> @cnt 0)

             (var-set acc (* @acc @cnt))

             (var-set cnt (dec @cnt)))

           @acc))

#'user/factorial

user=> (factorial 7)

5040


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