在Common Lisp中减少循环列表

Question

我是一个有用的助手，可以为您翻译文本。

我一直在使用Common-lisp（SBCL）玩转循环列表，并在尝试调用REDUCE函数时遇到了以下问题。

首先，我们创建一个列表：

CL-USER> (defvar *foo* (list 1 1 1 1))
*foo*

当然，现在我们可以做到。

CL-USER> (reduce #'+ *foo*)
4

或者

CL-USER> (reduce #'+ *foo* :end 3)
3

然而，如果我们创建一个循环列表：

CL-USER> (setf *print-circle* t)
CL-USER> (setf (cdr (last *foo*)) *foo*)
CL-USER> *foo*
#1=(1 1 1 1 . #1#)

(reduce #'+ *foo*)明显不再返回结果。

但是当我尝试：

 CL-USER> (reduce #'+ *foo* :end 3)
 ...

我也遇到了无限循环的问题。

为什么会这样？有没有办法在不显式使用LOOP或DO之类的循环结构的情况下解决这个问题？我正在使用SBCL，但是我已经尝试过其他实现（CLISP、ECL），它们都有同样的问题。

- jobach

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请注意，如果您使用CCL，那么(reduce #'+ *foo* :end 3)将产生3，而(reduce #'+ *foo*)会发出一个[Condition of type CCL::IMPROPER-LIST]信号。 - Renzo

那么，了解不同系统如何检查“不当列表”应该是很有趣的。它们是否在处理之前检查整个列表？它们是否在列表类型中具有此信息？正确的语义是什么？（即使今天似乎没有人再关心编程语言的形式语义）。 - Renzo

也许SBCL的维护者会接受一个补丁，使得SBCL能够报告这样的错误？ - Rainer Joswig

Answer 1

我同意你观察到的行为可能会使人惊讶 - 毕竟，为什么不处理循环列表的前3个元素呢？

让我们阅读ANSI Common Lisp标准：

reduce：

• 异常情况：应准备好发出错误信号，如果sequence不是proper sequence，则发出类型为type-error的错误。

proper sequence：

• 序列不是improper list的序列；即向量或proper list。

improper list：

• 一个不是proper list的list：circular list或dotted list。

应准备好发出错误信号：

• 实现总是允许发出错误信号，但即使在安全代码中，只有在未能发出错误信号可能导致不正确的结果时，才需要发出错误信号。在不安全的代码中，后果是未定义的。

所以，

• 发出错误信号是符合规范的
• 返回3也是符合规范的
• 你的代码不符合规范- 因为无法通过阅读标准来确定其结果
• 如果我们认为交互式（REPL）代码安全，则无限循环是不符合规范的
• 如果我们认为REPL代码不安全，则无限循环是符合规范的

个人认为，交互式代码应被视为安全，因此这是一个bug。你的看法可能不同。

- sds

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“但它是由ANSI Common Lisp标准强制执行的”到底意味着什么？这里肯定存在未定义的行为，实现可以自由地发出类型错误信号，尽管它们不必这样做（正如我们所看到的，许多实现似乎并没有这样做；mapcar等情况类似）。因此，我完全同意所需的行为不是标准规定的，但我不清楚您正在说强制执行的行为是什么。 - Joshua Taylor

然而，“这种行为（错误）是由ANSI Common Lisp标准鼓励的”实际上也有点误导，因为OP实际上并没有得到一个错误，只是一个（表面上的）无限循环。一些CL实现确实会发出错误信号（正如Renzo在评论中指出的那样）。更像是“情况具有未定义的行为，但实现可以自由地发出错误信号，即使您的实现（SBCL）没有。” - Joshua Taylor

我怀疑一个无限循环的函数调用在标准术语中并不符合"错误结果"(没有值被返回)的定义。 - Vatine

我发现一个相关的错误已经在https://bugs.launchpad.net/sbcl/+bug/309144上报告，并将此处讨论的`REDUCE`/`:END`问题作为评论发布。 - jobach

非终止函数不会返回正确的结果，因此是不正确的。 - sds