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配置：

OS : Windows 10 (64 bits)
R version: 3.6.3

我正在学习 R，目前我正在阅读 R 中的环境。我正在做一些练习，我想出了一个我自己创建的例子，但似乎我仍然无法解释和理解正确查找 R 中的对象。一般来说，到目前为止我所理解的（如果我错了，请纠正我）是，如果 R 在当前环境中找不到对象，它会按所有现有父环境的顺序调用。为了看看它在实践中是如何工作的，我创建了以下程序：

library(rlang)
library(envnames)
library(lobstr)
e1 <- env()
e2 <- new_environment(parent = e1)
e3 <- new_environment(parent = e2)
e4 <- new_environment(parent = e3)
e5 <- new_environment(parent = e4)
e6 <- new_environment(parent = e5)
e7 <- new_environment(parent = e6)
e8 <- new_environment(parent = e7)
e9<- new_environment(parent = e8)
e10 <- new_environment(parent = e9)
e4$testvar <- 1200
e10$testfun <- function(x) {
    print(envnames::environment_name(caller_env()))
    return (testvar)
}

这是我通过选择 e10 作为调用者环境来运行上述程序的方法

with(data = e10, expr = e10$testfun())

鉴于testvar在环境e4中定义并且e4是e10的祖先，我希望 R 在父树中从 e10 上升到 e4 以找到 testvar 的值。但是程序停止并出现以下错误：

Error in e10$testfun() (from #3) : object 'testvar' not found

你能告诉我我误解了什么吗？我使用的事实with(data = e10, ...)不应该暗示用于函数调用的环境是 e10？

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所以，这是一个异常微妙的问题。您需要在这里考虑两种相关类型的环境，绑定环境或绑定到您的函数的环境，以及封闭环境或创建函数的环境。在这种情况下，绑定环境是e10，但封闭环境是全局环境。来自Hadley Wickham 的 Advanced R：

封闭环境属于函数，并且永远不会改变，即使函数被移动到不同的环境。封闭环境决定了函数如何查找值；绑定环境决定了我们如何找到函数。

考虑以下（在执行您提供的代码后执行）来证明这一点：

eval(expression(testfun()), envir = e10)
# [1] "e10"
# Error in testfun() : object 'testvar' not found
testvar <- 600
eval(expression(testfun()), envir = e10)
# [1] "e10"
# [1] 600

此外，现在考虑：

eval(envir = e10, expr = expression(
    testfun2 <- function(x) {
        print(envnames::environment_name(caller_env()))
        return (testvar)
    }
))
eval(expression(testfun2()), envir = e10)
# [1] "e10"
# [1] 1200

我希望这能澄清这个问题。

更新：确定封闭和绑定环境

那么我们如何确定函数的绑定和封闭环境testfun()？

正如G. Grothendieck 的回答所示，该environment()函数为您提供了函数的封闭环境：

environment(e10$testfun)
# <environment: R_GlobalEnv>

据我所知，基础 R 中没有一个简单的函数可以为您提供函数的绑定环境。如果您要查找的功能在父环境中，您可以使用pryr::where()：

pryr::where("mean")
# <environment: base>

（有一个base函数可以查看函数是否在环境中exists()，并pryr::where()使用它。但是，它不会通过父环境递归，例如where()。）

但是，如果您必须搜索子环境，据我所知，没有这样的功能。但是，模拟一个似乎很简单：

get_binding_environments <- function(fname) {
    ## First we need to find all the child environments to search through.
    ## We don't want to start from the execution environment;
    ## we probably want to start from the calling environment,
    ## but you may want to change this to the global environment.
    e <- parent.frame()
    ## We want to get all of the environments we've created
    objects <- mget(ls(envir = e), envir = e)
    environments <- objects[sapply(objects, is.environment)]
    ## Then we use exists() to see if the function has a binding in any of them
    contains_f <- sapply(environments, function(E) exists(fname, where = E))
    return(unique(environments[contains_f]))
}

get_binding_environments("testfun")
# [[1]]
# <environment: 0x55f865406518>

e10
# <environment: 0x55f865406518>
于 2020-05-03T00:37:44.937 回答
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问题中的代码定义了全局环境中的函数。我们可以这样查询它的环境：

environment(e10$testfun)
## <environment: R_GlobalEnv>

当一个函数查找一个自由变量（一个被引用但未在函数中定义的变量）时，例如testvar它使用函数的环境（和祖先）来查找变量。 testvar是在e4但e4不是全球环境的祖先，所以在这个问题testvar中没有找到。

其他环境无关。如果调用该函数，则调用者的环境（也称为父框架）在变量查找中根本不起作用。同样，如果该函数后来被放置在其他地方（在这种情况下e10），该环境也不会参与变量查找。此外，要意识到问题中的函数在放入e10时已经在全局环境中定义，因此全局环境已经设置为它的环境。函数由参数、主体和环境（以及类等属性）组成，将函数移动到其他位置不会改变任何这些成分。

定影

如果我们希望它作为其环境并因此作为祖先，我们需要显式设置testfunto的环境：e10e4

environment(e10$testfun) <- e10

或者，或者，我们不能一开始就testfun在全局环境中定义，而是从一开始就testfun在e10环境中定义：

with(e10, {
  testfun <- function() testvar
})

e10$testfun()
## [1] 1200

函数名称

另一个混淆点可能是误解，认为以下语句定义了 in 中命名的testfun函数e10。 

e10$testfun <- function() testvar

这个想法的问题是函数没有名字。函数的三个组成部分是参数、主体和环境（以及属性，例如类，可能还有 srcref 和 scrfile）。名称不是函数的组成部分。可以将一个函数放在一个变量中，并把它当作函数的名称来引用，但实际上它只是一个保存函数的变量，而名称不是函数本身的一部分。因此，在上面的代码行中，我们没有定义名为 testfun 的函数；相反，我们定义了一个匿名函数（在全局环境中），然后将它移动到变量testfun中。

R 本身的一个例子

虽然用户创建的函数通常保留在定义它们的环境中，例如

f <- function() "hello"

# the environment of f
environment(f)
## <environment: R_GlobalEnv>

# the environment where f is located (same)
as.environment(find("f"))
## <environment: R_GlobalEnv>

搜索路径上 R 包中的函数

# show search path
search()

通常不在他们的环境中。对于搜索路径上包中的任何函数，该函数将包的名称空间作为其环境，但是当您访问该函数时，将在不同的环境中而不是名称空间中找到它。

# the environment of function mean
e1 <- environment(mean); e1
## <environment: namespace:base>

# where mean is located
e2 <- as.environment(find("mean")); e2
## <environment: base>

# these are NOT the same
identical(e1, e2)
## [1] FALSE

这篇博文的图表很好地说明了这一点：http: //blog.obeautifulcode.com/R/How-R-Searches-And-Finds-Stuff/

原型

有一个包以问题似乎期望的方式工作。proto 对象就像环境，但是如果您为它们分配一个函数，那么函数的环境将更改为分配给它们的 proto 对象/环境。（还有其他差异，但我们专注于这一点。）

首先我们定义一个父对象为 e9 的 proto 对象p，然后将感兴趣的函数分配给p. 最后我们运行那个函数。（第一个参数隐含地是 proto 对象，所以我们省略了它。）我们看到该函数确实已经重置了它的环境，并且 e4 现在是它的环境的祖先，而没有显式地设置它。

library(proto)

p <- proto(e9)  # define proto object whose parent is e9
p$testfun <- function(self) testvar

identical(p, with(p, environment(testfun)))  # testfun's environment is now p
## [1] TRUE

p$testfun()
## [1] 1200
于 2020-05-03T00:50:07.023 回答