OCaml 的局部变量、返回值与区域

上次我们看到了局部参数：作为实参接收的值不会逃出其区域，因此函数不会将它存起来，也不会把它放进以后会存到别处的结构中。今天我想将这个概念推广到局部变量，并解释为什么可能需要局部返回值。

我从一个类型为 `unit -> unit` 的小型命令式函数开始，用 `let local_ x = "you"` 绑定 `x`。这个标注告诉我，即使函数包含复杂的命令式代码，它也不能把这个局部值存到会让它逃逸的地方。

例如，我在函数外创建一个字符串引用，并尝试将 `x` 赋给它。编译器报告该值逃出了其区域，这正是局部标注应当阻止的情况。去掉赋值后，程序又可以正常工作。

在这里展示的实验性编译器中，即便使用内置的 `ignore x` 也会产生逃逸错误：内置函数还不了解局部值。我另外定义一个类型为 `local_ 'a -> unit` 的 `ignore`，程序便能工作。这一功能仍在开发中，因此还有一些不完善之处。

我再添加一个局部变量 `y`，并将 `(x, y)` 传给支持局部值的 `ignore`。两个值不会仅仅因为放进元组就逃逸：元组本身并不逃逸。编译器会推断包含局部值的结构本身也必须是局部的。

如果把 `ignore (x, y)` 直接放在函数的返回位置，就会出现问题：编译器报告逃逸。返回位置也称为尾位置，它有特殊的局部性规则。我会在之后的视频中解释这些规则；现在先把调用移出返回位置，然后返回 `()`。

接下来，我为 `x` 和 `y` 构建局部问候列表，每个列表都包含 `"Hello,"` 和对应的值。代码可以工作，但重复了相同的操作。为了避免重复，我提取一个接收字符串并返回字符串列表的辅助函数 `greet`。

用局部变量 `x` 调用辅助函数会失败。它的普通类型 `string -> string list` 没有承诺实参不会被存到某处或以其他方式逃逸。将参数标为 `local_` 就作出了这个承诺，但编译器随后报告另一个错误：函数实现把局部参数放进了返回的列表。

我希望这个列表属于外层区域，而不是辅助函数自己的区域。一般规则是局部值不能逃出其区域。每个函数都定义一个区域，如果不作改变，将局部参数放进返回列表看起来就像一次逃逸。

关键字 `exclave_` 在构建列表之前提前结束 `greet` 的区域。参数 `z` 来自外层区域，因此在内层区域结束后使用它不会使它逃出该区域。新构建的列表也在 `greet` 区域之外，即调用方的区域内分配。

在我将返回值标为局部之前，仍然会出现错误。编译器报告一个值逃出了其区域；我认为这个例子中的错误信息有误导性，虽然类型错误本身有充分的理由。函数必须表明它可能在调用方区域分配，以便调用约定正确工作。

返回值上的 `local_` 标注传达两件事：函数可能在调用方区域分配，返回值也是局部的，不能逃出该区域。加上这个标注和 `exclave_` 后，示例可以编译。我可以对两个局部变量都使用 `greet`。

回顾一下：局部参数让 `greet` 能够接收 `x`；`exclave_` 在构建列表之前结束辅助函数的区域；局部返回标注则表明结果在父区域中局部分配，不能继续逃逸。编译器知道参数来自外层区域。

局部参数和局部变量之间有一个微妙的区别。如果我在 `greet` 内绑定 `let local_ a = z`，并在 exclave 中使用 `a`，编译器会拒绝：局部变量不能在那里使用。我们失去了这个绑定来自外层区域的信息。我会在之后的视频中进一步探讨这一区别。