何时在Mathematica中使用Hold/ReleaseHold？

Question

示例和背景(注意Hold,ReleaseHold的用法):

以下代码表示用于创建scenegraph对象的静态工厂方法(来自XML文件).(output-)字段是CScenegraph(OO-System类)的一个实例.

 new[imp_]:= Module[{
 ret,
 type = "TG",
 record ={{0,0,0},"Root TG"}
 },
 ret = MathNew[
    "CScenegraph", 
    2,
    MathNew["CTransformationgroup",1,{type,record},0,0,0,0,Null]];
 ret@setTree[ret];
 ret@getRoot[]@setColref[ret];
 csp = loadClass["CSphere"];
 spheres = Cases[imp, XMLElement["sphere", _, __], Infinity];
 codesp = Cases[spheres, XMLElement["sphere", 
    {"point" -> point_, "radius" -> rad_, "hue" -> hue_}, {}] -> Hold[csp@new[ToExpression[point], ToExpression[rad], ToExpression[hue]]]];
 ret@addAschild[ret@getRoot[],ReleaseHold[codesp]];
 ret
 ];

我的问题是关于以下内容:

spheres = Cases[imp, XMLElement[\sphere\, _, __], Infinity];
codesp = Cases[spheres, XMLElement[\sphere\, 
    {\point\ -> point_, \radius\ -> rad_, \"hue\" -> hue_}, {}] -> Hold[csp@new[ToExpression[point], ToExpression[rad], ToExpression[hue]]]];
ret@addAschild[ret@getRoot[],ReleaseHold[codesp]];

哪里

  addAschild 

将(几何)列表添加到(根)转换组并具有签名

  addAsChild[parent MathObject, child MathObject], or
  addAsChild[parent MathObject, Children List{MathObject, ...}]

表示球体的XML元素如下所示:

  <sphere point='{0., 1., 3.}'
  radius='1'
  hue='0.55' />

如果我不使用Hold [],ReleaseHold []我最终会使用objectdata

  {"GE", {"SP", {CScenegraph`point, CScenegraph`rad}}, {CScenegraph`hue}}

虽然我本来期待的

  {"GE", {"SP", {{4., 3., -4.}, 3.}}, {0.45}}

(上面的代码使用Hold [],ReleaseHold []生成正确的数据.)

问题

1.为什么在这种情况下保持必要？(事实上​​,是吗？有没有办法在没有Hold [],ReleaseHold []的情况下对此进行编码？)(我通过反复试验得到了它!不明白为什么.)

2.作为学习要点:使用Hold/ReleaseHold的原型示例/案例是什么？

编辑:

列昂尼德的答案摘要.更改此代码

  codesp = Cases[spheres, XMLElement["sphere", 
{"point" -> point_, "radius" -> rad_, "hue" -> hue_}, {}] -> Hold[csp@new[ToExpression[point], ToExpression[rad], ToExpression[hue]]]];
  ret@addAschild[ret@getRoot[],ReleaseHold[codesp]];

至:

  codesp = Cases[spheres, XMLElement["sphere", 
{"point" -> point_, "radius" -> rad_, "hue" -> hue_}, {}] :> csp@new[ToExpression[point], ToExpression[rad], ToExpression[hue]]];
  ret@addAschild[ret@getRoot[],codesp];

Answer 1

第一个问题的简短答案是您可能应该使用而RuleDelayed不是 - Rule，然后您就不需要Hold- ReleaseHold。

由于您的代码示例不是独立的，因此很难确定发生了什么。需要确定的一件事是，面向对象系统使用上下文执行重要的操作，因为它使用上下文作为封装机制（这是有道理的）。通常，Rule并RuleDelayed在 rhs 中注入匹配的表达式，因此不清楚这是如何发生的。这是一种可能的情况（您可以在笔记本中执行此操作）：

BeginPackage["Test`"]
f[{a_Symbol, b_Symbol}] := {c, d};
fn[input_] :=  Cases[input, XMLElement[{"a" -> a_, "b" -> b_}, {}, {}] -> f[{a, b}]];
fn1[input_] := Cases[input, XMLElement[{"a" -> a_, "b" -> b_}, {}, {}] :> f[{a, b}]];
EndPackage[];
$ContextPath = DeleteCases[$ContextPath, "Test`"]

现在，

In[71]:= Test`fn[{XMLElement[{"a"->1,"b"->2},{},{}],{"a"->3,"b"->4},{"a"->5,"b"->6}}]
Out[71]= {{Test`c,Test`d}}

发生的情况是，由于我们使用了Rulein XMLElement[...]->rhs，因此r.h.s.在替换发生之前进行评估 - 在本例中是函数f进行评估。现在，

In[78]:= Test`fn1[{XMLElement[{"a" -> 1, "b" -> 2}, {}, {}], 
      {"a" ->3, "b" -> 4}, {"a" -> 5, "b" -> 6}}]

Out[78]= {Test`f[{1, 2}]}

这里的结果是不同的，因为这个习惯用法XMLElement[...] :> rhs被用在 的实现中fn1，涉及到RuleDelayed这次。因此，f[{a,b}]直到被 lhs 中的匹配数字替换后才对其求值，并且由于a没有 2 个数字列表形式的参数的规则，因此返回它。bf

Hold您的方法使用-起作用的原因ReleaseHold是，这阻止了 rhs （f我的示例中的函数，以及原始示例中的调用new）的评估，直到模式变量的值被替换为它。附带说明一下，您可能会发现向构造函数添加更好的错误检查很有用（如果 OO 系统允许），这样可以在运行时更好地诊断此类问题。

所以，底线：使用RuleDelayed，而不是Rule。

要回答第二个问题，当您想要在允许计算之前操作所保存的代码时，组合ReleaseHold-通常很有用。Hold例如：

In[82]:= 
{a,b,c}={1,2,3};
ReleaseHold[Replace[Hold[{a,b,c}],s_Symbol:>Print[s^2],{2}]]

During evaluation of In[82]:= 1
During evaluation of In[82]:= 4
During evaluation of In[82]:= 9

Out[83]= {Null,Null,Null}

人们也许可以想出更合理的例子。这对于代码生成之类的事情特别有用 - 可以在这里找到一个不那么简单的例子。Hold正如我已经提到的，当前的具体案例并不真正属于有益的案例类别ReleaseHold，它们在这里只是一种解决方法，当您使用延迟规则时，这并不是真正必要的。