Mathematica中的临时变量

Question

我写了一个叫做MathOO的Mathematica包。简单来说，它让你在Mathematica中使用面向对象的编程，就像在Python中那样。想了解更多细节，可以看看这篇文章：Voofie/MathOO

MathOO：将Python风格的面向对象编程添加到Mathematica（1.0测试版发布）[Objectica的替代品]

我遇到的问题是，我希望有一个垃圾回收机制，这样用户在使用完对象后就不需要手动删除它。例如：

NewClass[Object1]
Object1.$init$[self_]:= Return[];

在上面的两行中，我定义了Object1作为一个新类，并且构造函数是一个空函数。如果你对Python熟悉的话，应该能看到它和__init__()的相似之处。

要创建一个Object1的实例，我这样做：

object1 = new[Object1][]

输出结果是：

Out: object$13

这里，object$13是一个临时变量。我希望的是，当没有任何地方再引用这个临时变量时，它应该自动被删除。但实际情况并没有按预期那样工作。我发现问题出在这里：

In:  y = Module[{x}, x[1] = 2; x]
Out: x$117

In:  FullDefinition[y]
Out: y = x$117
     Attributes[x$117] = {Temporary}
     x$117[1] = 2

因为y持有x$117的引用，所以x$117还没有被删除。现在我们通过把y的值设为1来删除这个引用：

In:  y = 1;

然而，x$117仍然存在：

In:  Definition[x$117]
Out: Attributes[x$117] = {Temporary}
     x$117[1] = 2

但我本来期待这个变量会被删除，因为它不再被引用。从Mathematica的手册中可以看到，它说：

临时符号在不再被引用时会被移除：

那么，这是不是Mathematica的一个bug？或者有没有什么解决方法？我使用的是Mathematica 7.0。非常感谢。

Answer 1

Mathematica 是一个字符串重写系统（底层的东西）（有点像）（其实不是）（但确实是）（总之……）这里的 DownValue “x$117[1] = 2” 可以看作是一个字符串重写规则。想象一下，这就像是一个关联数组里的一个条目。这个数组叫做 “x$117”，而这个条目是一个包含 {1,2} 的配对。只要这个数组里有条目，符号 “x$117” 就会被引用，Mathematica 就不会把它清理掉。

你最好的做法是在符号被销毁或者超出作用域时使用 Remove[]。因为 Clear[] 不够用，因为它不能消除与符号相关的剩余属性、消息或默认值，所以 Mathematica 仍然会保留对这个符号的引用。

Answer 2

Mathematica确实会在没有任何引用时清理掉Temporary变量。不过，你的x$117没有被清理掉有两个原因。

1. 首先，Module使用的是词法作用域，这意味着模块里的变量是“局部”的，具体来说，它们会被赋予一个独特的名字，比如“var$modnum”，还有Temporary的属性。因为你给了x一个DownValue，所以在x被清理之前，必须先把这个DownValue清除掉。

2. 其次，你的y被设置为临时变量x$...，而输出又被赋值给了Out[]。所以你还需要清理历史记录：Unprotect[In, Out]; Clear[In, Out]; Protect[In, Out];。

这样你的Module示例就应该能正确地被清理了。

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在使用你的MathOO包时（我昨天下载了，但还没试过），也许你可以把$HistoryLength设置为一个有限的数字。并建议用户抑制实例化的输出，比如object1 = new[Object1][];