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Ejemplo paso por referencia

let
    a = 3
    b = 4
    c = 5
    f = proc(x) begin set x = +(x,3); x end
    g = proc(a2, h) begin set a2 = +(a2, (h a2)); a2 end
in
    +((g a f),(g b f),(g c f))

Da 33

Probar también con set a2 = +((h a2),a2); da 42

graph TD
    A["empty-env"] --> B["env0
    a b c f g
    dt(3-->6-->9) dt(4 --> 7 --> 11) dt(5 --> 8 --> 13) dt(closure empty-env)  dt(closure empty-env)"]
    A --> G1["envg1
    a2 h
    id(a) id(f)"]
    A --> F1["envf1
    x
    id(a)"]
    A --> G2["envg2
    a2 h
    id(b) id(f)"]
    A --> F2["envf2
    x
    id(b)"]
    A --> G3["envg3
    a2 h
    id(c) id(f)"]
    A --> F3["envf3
    x
    id(c)"]

Explicación paso a paso

  1. (g a f) → a2 = id(a), h = id(f)
  2. a2 es un target indirecto que apunta a a

  3. h es un target indirecto que apunta a f

  4. En envg1 evaluamos +(a2, (h a2)) → +(3, (h a2))

  5. a2 se desreferencia obteniendo 3

  6. (h a2) toma en cuenta que a2 es un target indirecto de a, por lo tanto se pasa la referencia original de a

  7. Se crea envf1 con x = id(a) (target indirecto)

  8. En ambiente envf1 se ejecuta set x = +(x,3)

  9. x apunta a a, por lo que a pasa a valer 6

  10. Retorna 6

  11. En envg1: set a2 = +(3,6) = 9

  12. a2 apunta a a, por lo que a pasa a valer 9

  13. Una vez realizado esto: +(9, (g b f), (g c f))

  14. Ahora repetimos (g b f): b pasa a valer 11

  15. Proceso similar: b = 4 → 7 → 11

  16. Una vez realizado tenemos: +(9, 11, (g c f))

  17. Ahora repetimos (g c f): c pasa a valer 13

  18. Proceso similar: c = 5 → 8 → 13

  19. Una vez realizado tenemos: +(9, 11, 13) = 33 ✓

Variante con orden cambiado

Vamos a hacer el cambio +((h a2),a2);:

a => 3 --> 6 --> 12
b => 4 --> 7 --> 14
c => 5 --> 8 --> 16

Sumemos los 3 valores: +(12, 14, 16) = 42

Conclusión: El orden de las operaciones afecta el resultado debido al paso por referencia y los efectos secundarios.

Tabla de resumen

Concepto Descripción Ejemplo en el código
Target indirecto Referencia a una variable pasada como argumento. a2 = id(a) en envg1
Target directo Valor pasado directamente (no referenciable). No aparece explícitamente en este ejemplo
Aliasing Múltiples nombres referencian la misma ubicación. a, a2 y x apuntan a la misma celda
Efecto lateral Modificación de estado visible fuera del ámbito local. set x = +(x,3) modifica a globalmente
Orden de evaluación Importante cuando hay efectos secundarios. +(a2, (h a2)) vs +((h a2), a2) producen resultados diferentes
Propagación de cambios Modificaciones se transmiten a través de referencias. Cambio en f afecta a a, que afecta al resultado de g
Ambientes anidados Cada llamada crea un nuevo ambiente con sus propias ligaduras. envg1, envf1, etc., son ambientes distintos

Comentarios adicionales

  1. Transitividad de efectos: Cuando f modifica x, está modificando a indirectamente, y este cambio afecta inmediatamente el cálculo en g.

  2. Dependencia del orden: En expresiones con efectos secundarios, el orden de evaluación de los operandos es crucial. La evaluación de izquierda a derecha vs. derecha a izquierda puede cambiar el resultado.

  3. Acumulación de cambios: Cada llamada a g acumula modificaciones sobre las variables originales, demostrando cómo el estado persiste entre invocaciones.

  4. Debugging complejo: Seguir el flujo de modificaciones requiere rastrear múltiples niveles de indirección y ambientes, ilustrando por qué el código con mutabilidad y paso por referencia es más difícil de razonar.

  5. Semántica operacional: El diagrama mermaid muestra claramente cómo se crean nuevos ambientes para cada llamada y cómo se comparten referencias entre ellos, proporcionando una visualización útil de la semántica.