SICP CONCLUSION

讓我們舉起杯，祝福那些將他們的思想鑲嵌在重重括號之間的Lisp程序員 ！

祝我能夠突破層層代碼，找到住在里計算機的神靈！

目錄

1. 構造過程抽象

2. 構造數(shù)據(jù)抽象

3. 模塊化、對象和狀態(tài)

4. 元語言抽象

5. 寄存器機器里的計算

Chapter 2

• 構造數(shù)據(jù)對象

練習答案

帶有通用型操作系統(tǒng)

這里講會實現(xiàn)一個通用型的算術包，大概可以分為幾個抽象層

• add sub mul div四個操作，支持所有這個算術包里所有支持的數(shù)據(jù)
• 有理數(shù)算術 復數(shù)算術 常規(guī)算術
• 最底層的各自實現(xiàn)

使用前一節(jié)的數(shù)據(jù)導向

(define (add x y) (apply-generic 'add x y)) (define (sub x y) (apply-generic 'sub x y)) (define (mul x y) (apply-generic 'mul x y)) (define (div x y) (apply-generic 'div x y))(define (install-scheme-number-package)(define (tag x)(attach-tag 'scheme-number x))(put 'add '(scheme-number scheme-number)(lambda (x y) (tag (+ x y))))(put 'sub '(scheme-number scheme-number)(lambda (x y) (tag (- x y))))(put 'mul '(scheme-number scheme-number)(lambda (x y) (tag (* x y))))(put 'div '(scheme-number scheme-number)(lambda (x y) (tag (/ x y))))(put 'make 'scheme-number(lambda (x) (tag x)))'done)(define (make-scheme-number n)((get 'make 'scheme-number) n))(define (install-rational-package);; internal procedures(define (numer x) (car x))(define (denom x) (cdr x))(define (make-rat n d)(let ((g (gcd n d)))(cons (/ n g) (/ d g))))(define (add-rat x y)(make-rat (+ (* (numer x) (denom y))(* (numer y) (denom x)))(* (denom x) (denom y))))(define (sub-rat x y)(make-rat (- (* (numer x) (denom y))(* (numer y) (denom x)))(* (denom x) (denom y))))(define (mul-rat x y)(make-rat (* (numer x) (numer y))(* (denom x) (denom y))))(define (div-rat x y)(make-rat (* (numer x) (denom y))(* (denom x) (numer y))));; interface to rest of the system(define (tag x) (attach-tag 'rational x))(put 'add '(rational rational)(lambda (x y) (tag (add-rat x y))))(put 'sub '(rational rational)(lambda (x y) (tag (sub-rat x y))))(put 'mul '(rational rational)(lambda (x y) (tag (mul-rat x y))))(put 'div '(rational rational)(lambda (x y) (tag (div-rat x y))))(put 'make 'rational(lambda (n d) (tag (make-rat n d))))'done)(define (make-rational n d)((get 'make 'rational) n d))

特殊的在復數(shù)算術包中，它構造了兩層標志的抽象系統(tǒng)，首先由complex標志引導到復數(shù)包，再由rectangular引導到兩種表示

(define (make-complex-from-real-imag x y)((get 'make-from-real-imag 'complex) x y))(define (make-complex-from-mag-ang r a)((get 'make-from-mag-ang 'complex) r a))

不同類型的數(shù)據(jù)組合

到目前為止，我們都把算術操作看作是不同類型的單獨操作，現(xiàn)在我們要來實現(xiàn)的是跨類型操作

把每個不同類型的操作都安裝到表格種

;: (define (add-complex-to-schemenum z x) ;: (make-from-real-imag (+ (real-part z) x) ;: (imag-part z))) ;: ;: (put 'add '(complex scheme-number) ;: (lambda (z x) (tag (add-complex-to-schemenum z x))))

這一方法的局限非常明顯，太復雜，太麻煩

強制類型轉換

用一個特殊的強制表格存儲我們的強制類型變換操作

(define (scheme-number->complex n)(make-complex-from-real-imag (contents n) 0));: (put-coercion 'scheme-number 'complex scheme-number->complex)

在驚醒操作分派的時候，需要先判斷是否需要強制類型轉換

(define (apply-generic op . args)(let ((type-tags (map type-tag args)))(let ((proc (get op type-tags)))(if proc(apply proc (map contents args))(if (= (length args) 2)(let ((type1 (car type-tags))(type2 (cadr type-tags))(a1 (car args))(a2 (cadr args)))(let ((t1->t2 (get-coercion type1 type2))(t2->t1 (get-coercion type2 type1)))(cond (t1->t2(apply-generic op (t1->t2 a1) a2))(t2->t1(apply-generic op a1 (t2->t1 a2)))(else(error "No method for these types"(list op type-tags))))))(error "No method for these types"(list op type-tags)))))))

但是這個方法還是由它的局限，如果我們考慮在轉換失敗的時候，可以通過第三種類型來轉換成功。所以就要建立類型的層次結構

類型的層次結構

結構大至是所有的整數(shù)都可以看作有理數(shù)，有理數(shù)又可以看作是實數(shù)，實數(shù)又可以看作復數(shù)

在面對一個類型塔結構的時候，我們在增加新類型時就非常的方便，只要讓它作為是誰的超類或者子類，這時也不需要直接定義整數(shù)到復數(shù)的轉換，只需要在每個層次種增加一個轉換就可以了。而對于每個類型，都會有一個自己的raise方法。而這里體現(xiàn)的另一種思想就是繼承，每個類型都可以繼承它的超類所有的方法，也就是說，如果所需操作在給定類型里沒有定義，那么我們就開始向塔頂爬升。

但類型層次結構也有它的不足，每個類型可能是多個類型的子類型，也可能是多個類型的超類型

實例：符號代數(shù)

• 多項式算術

遞歸：在多項式計算中，多項式的系數(shù)也可能是一個多項式

數(shù)據(jù)抽象，先提供一套操作函數(shù)去進行操作，之后再實現(xiàn)：

(define (add-poly p1 p2)(if (same-variable? (variable p1) (variable p2))(make-poly (variable p1)(add-terms (term-list p1)(term-list p2)))(error "Polys not in same var -- ADD-POLY"(list p1 p2))))(define (mul-poly p1 p2)(if (same-variable? (variable p1) (variable p2))(make-poly (variable p1)(mul-terms (term-list p1)(term-list p2)))(error "Polys not in same var -- MUL-POLY"(list p1 p2))))

考慮項表的操作(慣例操作，先提供一套操作函數(shù))：

• empty-termlist?
• adjoin-term
• order
• coeff
• make-term

(define (add-terms L1 L2)(cond ((empty-termlist? L1) L2)((empty-termlist? L2) L1)(else(let ((t1 (first-term L1)) (t2 (first-term L2)))(cond ((> (order t1) (order t2))(adjoin-termt1 (add-terms (rest-terms L1) L2)))((< (order t1) (order t2))(adjoin-termt2 (add-terms L1 (rest-terms L2))))(else(adjoin-term(make-term (order t1)(add (coeff t1) (coeff t2))) ;;注意這里使用的是add(add-terms (rest-terms L1)(rest-terms L2))))))))) (define (mul-terms L1 L2)(if (empty-termlist? L1)(the-empty-termlist)(add-terms (mul-term-by-all-terms (first-term L1) L2)(mul-terms (rest-terms L1) L2))))(define (mul-term-by-all-terms t1 L)(if (empty-termlist? L)(the-empty-termlist)(let ((t2 (first-term L)))(adjoin-term(make-term (+ (order t1) (order t2))(mul (coeff t1) (coeff t2)))(mul-term-by-all-terms t1 (rest-terms L))))))

這里使用add，提現(xiàn)了數(shù)據(jù)抽象和通用型操作的的威力，這里的多項式的系數(shù)可以是任何算術系統(tǒng)里所擁有的，如果將這個多項式計算安裝到系統(tǒng)中，系數(shù)也就同樣支持多項式看，產生一個深度遞歸

項表的表示

表示形式的選擇
稠密多項式：直接采用其系數(shù)作為表
稀疏多項式：次數(shù)和系數(shù)的對應作為表

(define (adjoin-term term term-list)(if (=zero? (coeff term))term-list(cons term term-list)))(define (the-empty-termlist) '()) (define (first-term term-list) (car term-list)) (define (rest-terms term-list) (cdr term-list)) (define (empty-termlist? term-list) (null? term-list))(define (make-term order coeff) (list order coeff)) (define (order term) (car term)) (define (coeff term) (cadr term))

一個多項式可能有由許多不一樣的對象組成的，但是這并不會給算術系統(tǒng)造成多大的麻煩，因為在算術系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)導向方法會幫我們做出各種正確操作，只需要我們實現(xiàn)了各部分的操作，并且安裝到算術系統(tǒng)中

這一節(jié)里講的是通過層層的數(shù)據(jù)抽象來實現(xiàn)更通用型的系統(tǒng)，在解決底層數(shù)據(jù)不同表示上，給出了兩種方法，一種是類型標識，一種是數(shù)據(jù)導向。在這個系統(tǒng)中，抽象是層層遞進的關系，最頂部的通用操作到每一層的分派到具體操作中。在之后的跨類型操作，提出了繼承的概念

這一章里主要提出的是數(shù)據(jù)抽象的概念和構造數(shù)據(jù)抽象，并利用數(shù)據(jù)抽象去構造更通用型的操作。其中在Scheme里構造數(shù)據(jù)抽象依托的是CONS，而其中的關鍵思想應該是閉包性質，在基于數(shù)據(jù)抽象的概念上，提出了一個非常有用的概念，就是以數(shù)據(jù)抽象作為程序中的介質，提高程序的模塊性，降低程序的耦合性，把各個模塊的依賴性降低到對數(shù)據(jù)結構的操作，再之后就是引入了符號數(shù)據(jù)。然后通過層層的丑行構造更通用的算術系統(tǒng)，其中介紹了兩種非常有用的方法，類型標識、消息傳遞和數(shù)據(jù)導向。其中一樣是運用之前所講的分層思想，每一個層次都有自己的基本元素和組合方法抽象方法，最后就是再進行跨類型操作引入的類型塔中提到的繼承概念，旨在建立對象和對象之間的聯(lián)系

轉載于:https://www.cnblogs.com/secoding/p/10532575.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的SICP读书笔记 2.5的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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