Functional programming 如何在函数语言中实现循环

在函数式语言中，例如

Scheme

或

Lisp

中存在

for

和

for all

循环。然而，循环的

需要变异，因为每次迭代都不是新的堆栈帧。由于这些语言中没有明确的变异，这些函数式语言如何实现各自的迭代循环？
Scheme循环是在后台使用递归实现的；诸如的构造只是转换为递归过程的宏。例如，此循环使用典型的过程语言：

void打印（int n）{
对于（int i=0；i

。。。相当于方案中的以下程序；在这里，您可以看到循环的每个部分（初始化、退出条件、增量、主体）都有一个对应的表达式：

(define (print n)
  (define (loop i)     ; helper procedure, a "named let" would be better
    (when (< i n)      ; exit condition, if this is false the recursion ends
      (display i)      ; body
      (loop (+ i 1)))) ; increment
  (loop 0))            ; initialization

（定义（打印n）
（define（loop i）；helper过程，“named let”更好
（当（

你注意到调用递归后没有什么事情可做了吗？编译器非常聪明，可以使用单堆栈帧对此进行优化，有效地使其与

循环的一样高效-有关更多详细信息，请阅读。为了澄清，在方案中，突变是明确可用的，请阅读说明。

这个问题实际上是两个问题，也是一个困惑

方案中的迭代 在该方案中，迭代是通过递归实现的，同时语言的语义要求某些类型的递归不消耗内存，特别是尾部递归。注意，这并不意味着突变。例如，这里有一个

while

环路i球拍的定义

(define-syntax-rule (while test form ...)
  (let loop ([val test])
    (if val
        (begin
          form ...
          (loop test))
        (void))))

如您所见，对

循环的递归调用处于尾部位置，因此不消耗内存

传统Lisps中的迭代
传统的Lisp不要求尾部调用消除，因此需要迭代构造：这些构造通常由语言提供，但通常可以用较低级别的构造实现，例如GO TO。以下是Common Lisp中
while
的定义，该定义实现了这一点：

(defmacro while (test &body forms)
  (let ((lname (make-symbol "LOOP")))
    `(tagbody
      ,lname
      (if ,test
          (progn
            ,@forms
            (go ,lname))))))

关于突变的困惑
Scheme和传统的Lisp都提供了变异运算符：您可能认为它们都不是纯函数语言。Scheme更接近于一个，但仍然不是很接近。
因为变异在这些语言中不明确可用：在纯语言中该部分是错误的变异通过状态传递模拟，与尾部递归模拟的循环协同工作。Prolog就是一个例子。