基本概念

Black2024年12月22日大约 4 分钟

值

单个数据称之为值。

值广义上分为：基础值和结构化值。

基础值是最基本的形式，结构化值是由基础值和其他结构化值构成的。

表达式是用于构造值的公式。

"hello world!"
123
1 + 2
[x = 1, y = 2]
let x = 1 in x + 1
error "error message"

最简单的表达式是表示值的字面。

表达式组合形成新的表达式。

1 + 2

1和2都是1+2的子表达式，1+2是1和2的父表达式。

执行表达式中使用的语法结构所定义的算法称为_评估_（evaluating）表达式。

表达式在一个给定的环境中运行。环境（environment）是一组被命名的值，这些值叫变量。每个变量在环境中都有一个唯一的名字，这个名字叫标识符（identifier）。

顶级（或叫根）表达式在全局环境中计算。全局环境由评估器（evaluator）提供，而不是根据表达式的内容来确定。全局环境包括标准库定义，并且可能会受到某些文档集的节导出的影响。

子表达式的计算环境由父表达式确定，大多数父表达式将在相同的环境中评估子表达式，但也有一些会使用不同的环境。全局环境是评估全局表达式的父环境。

下面的例子都假定在全局环境中计算。

[
    x = 1, 		// 环境：y, z
    y = 2, 		// 环境：x, z
    z = x + y	// 环境：x, y
]

let表达式和记录初始化表达式表现一样。

let
    x = 1, 		// 环境：y, z
    y = 2, 		// 环境：x, z
    z = x + y	// 环境：x, y
in 
    z			// 环境：x, y, z

子环境会包含父环境，如果不同层级中存在相同名称的标识符，则会按照就近原则（即以离表达式最近的环境中的标识符为准）。

[
    a = 
    [
        b = b + 10, // 环境：z, a, 外部b
        a = 2, 		// 环境：b, z
        z = b		// 环境：b, a
    ], 
    b = 3			// 环境：a
]

环境规则：

identifier-reference表示引用环境中的变量（标识符）。

identifier-expression:
    identifier-reference
identifier-reference:
    exclusive-identifier-reference
    inclusive-identifier-reference

exclusive-identifier-reference:
identifier

inclusive-identifier-reference:
@identifier

用于获取当前环境中（包含父环境）正在初始化的标识符。如果当前环境中不存在正在初始化的标识符，则该操作符将被忽略。

利用操作符可以得到递归的值，如递归函数、列表、记录等。

需要注意的是：由于惰性计算，理论上可以无限的向下访问。

let 
    f = (n)=> 
        if n = 1 then 1 else n * @f(n - 1)
in 
    f

let 
    f = {0, @f}
in
    f{1}

let
f = 
    [
        a = 1,
        b = @f    
    ]
in
    f[b]

因为环境中包含当前环境及父环境中的所有可用标识符，所以，被用到的标识符并非一定要先定义。

[
    c = a + b, 
    a = 1, 
    b = 2
][c]

对于评估器而言，c=a+b依赖a和b，但是需要注意：a和b的计算顺序并非是确定的，可以是先a，也可以是后a，也可以是同时（并行）计算a和b。

如果表达式没有明显的依赖项，表达式评估器会自动计算顺序，也就是说，表达式的计算顺序可能是不确定的。

某个值被计算后就是不可变（immutable）的，这意味着无法再对其进行修改。

不可变性的例外是列表和表，它们具有流式语义（streaming semantics）。也就是说如果重复枚举列表的项或表的行可能会出现不同的结果。流式语义能够构建M表达式来转换无法立即放入内存的数据集。

函数值虽然本身具有不可变性，但是不同情况下的输出可以不同，因此也会出现不确定性。比如：当前时间、数据库的实时状态。

let 
    f = List.Transform({1..5}, each Number.Random())
in 
    {f{0}, f{0}}

不确定性也可能来自于错误，错误发生时会停止计算（除非使用try表达式进行处理）。如果忽略并行计算，首先计算的表达式出现错误，则整个表达式将会中止，从而确定哪个先被计算。