了解如何。内部的C函数在R

Question

中处理我不知道是否有人可以向我说明R如何通过在控制台提示符下键入的R命令执行C调用。我特别困惑于R对a）函数参数的处理和b）函数调用本身。

我们举一个例子，在这种情况下为set.seed()。想知道它是如何工作的我在提示符下键入名称，获取源代码（look here for more on that），看看最终有一个.Internal(set.seed(seed, i.knd, normal.kind)，请尽快查找/src/names.c的.Internals部分中的相关函数名称，找到它的名称为do_setseed，并且位于RNG.c这使我...

SEXP attribute_hidden do_setseed (SEXP call, SEXP op, SEXP args, SEXP env) 
{ 
    SEXP skind, nkind; 
    int seed; 

    checkArity(op, args); 
    if(!isNull(CAR(args))) { 
    seed = asInteger(CAR(args)); 
    if (seed == NA_INTEGER) 
     error(_("supplied seed is not a valid integer")); 
    } else seed = TimeToSeed(); 
    skind = CADR(args); 
    nkind = CADDR(args); 
    //... 
     //DO RNG here 
    //... 
    return R_NilValue; 
} 

• 什么是CAR，CADR，CADDR？我的研究让我相信他们是一个Lisp受影响的结构关于名单，但除此之外，我不明白这些功能或为什么需要。
• checkArity()是做什么用的？
• SEXP args似乎不言自明，但是这是在函数调用中传递的参数 的列表吗？
• SEXP op代表什么？我认为这意味着运营商（如在二进制功能，如+），但那么什么是SEXP call？

是任何人都能够通过，当我在R控制台提示符下键入

set.seed(1) 

，高达skind和nkind被定义在这点会发生什么流？我发现我无法很好地理解这个级别的源代码以及从解释器到C函数的路径。

Answer 1

CAR和CDR是您如何访问pairlist对象，如section 2.1.11 of R Language Definition中所述。 CAR包含第一个元素，而CDR包含其余元素。一个例子section 5.10.2 of Writing R Extensions给出：

#include <R.h> 
#include <Rinternals.h> 

SEXP convolveE(SEXP args) 
{ 
    int i, j, na, nb, nab; 
    double *xa, *xb, *xab; 
    SEXP a, b, ab; 

    a = PROTECT(coerceVector(CADR(args), REALSXP)); 
    b = PROTECT(coerceVector(CADDR(args), REALSXP)); 
    ... 
} 
/* The macros: */ 
first = CADR(args); 
second = CADDR(args); 
third = CADDDR(args); 
fourth = CAD4R(args); 
/* provide convenient ways to access the first four arguments. 
* More generally we can use the CDR and CAR macros as in: */ 
args = CDR(args); a = CAR(args); 
args = CDR(args); b = CAR(args); 

还有一个TAG宏访问给予实际的参数的名字。

checkArity确保传递给函数的参数数量是正确的。 args是传递给函数的实际参数。 op是用于处理多个R函数的C函数的偏移指针（引自src/main/names.c，其中还包含显示每个函数的偏移量和参数的表）。例如，do_colsum句柄col/rowSums和col/rowMeans。

/* Table of .Internal(.) and .Primitive(.) R functions 
* =====  =========  ========== 
* Each entry is a line with 
* 
* printname c-entry  offset eval arity pp-kind precedence rightassoc 
* --------- -------  ------ ---- ----- ------- ---------- ---------- 
{"colSums", do_colsum, 0,  11, 4,  {PP_FUNCALL, PREC_FN, 0}}, 
{"colMeans", do_colsum, 1,  11, 4,  {PP_FUNCALL, PREC_FN, 0}}, 
{"rowSums", do_colsum, 2,  11, 4,  {PP_FUNCALL, PREC_FN, 0}}, 
{"rowMeans", do_colsum, 3,  11, 4,  {PP_FUNCALL, PREC_FN, 0}}, 

注意arity在上表是4，因为（即使rowSums等人只能有3个参数）do_colsum有4个，你可以从.Internal呼叫rowSums看到：

> rowSums 
function (x, na.rm = FALSE, dims = 1L) 
{ 
    if (is.data.frame(x)) 
     x <- as.matrix(x) 
    if (!is.array(x) || length(dn <- dim(x)) < 2L) 
     stop("'x' must be an array of at least two dimensions") 
    if (dims < 1L || dims > length(dn) - 1L) 
     stop("invalid 'dims'") 
    p <- prod(dn[-(1L:dims)]) 
    dn <- dn[1L:dims] 
    z <- if (is.complex(x)) 
     .Internal(rowSums(Re(x), prod(dn), p, na.rm)) + (0+1i) * 
      .Internal(rowSums(Im(x), prod(dn), p, na.rm)) 
    else .Internal(rowSums(x, prod(dn), p, na.rm)) 
    if (length(dn) > 1L) { 
     dim(z) <- dn 
     dimnames(z) <- dimnames(x)[1L:dims] 
    } 
    else names(z) <- dimnames(x)[[1L]] 
    z 
} 

Answer 2

基本的C级水平提升功能是CAR和CDR。 （Pairlists与列表非常相似，但实现为链接列表并在内部用于参数列表）。他们有简单的R等价物：x[[1]]和x[-1]。 R还提供了很多在两个的组合：

• CAAR(x) = CAR(CAR(x))这相当于x[[1]][[1]]
• CADR(x) = CAR(CDR(x))这相当于x[-1][[1]]，即x[[2]]
• CADDR(x) = CAR(CDR(CDR(x))相当于x[-1][-1][[1]]，即x[[3]]
• 等on

访问第n个元素的第pairlist是一个O(n)操作，不像访问列表中的第n个元素是O(1)。这就是为什么访问pairlist的第n个元素没有更好的功能。

内部/原始函数不会按名称进行匹配，它们只使用位置匹配，这就是为什么他们可以使用这个简单的系统来提取参数。

接下来，您需要了解C函数的参数是什么。我不知道在哪里，这些都记录在案，所以我可能不完全正确有关的结构，但我应该是一般件：

• call：完整的调用，如可能通过match.call()

被捕获

• op：从R中调用的.Internal函数的索引。这是必需的，因为从.Internal函数到C函数存在多对1映射。 （例如do_summary实施总和，平均值，最小值，最大值和产品）。数量是names.c第三项 - 它始终为0 do_setseed，因此从未使用过

• args：提供给函数的参数成对列表。

• env：函数被调用的环境。

checkArity是调用Rf_checkArityCall，基本上查找（在names.c第五列是元数）的参数的数量，并确保所提供的数字相匹配的宏。你必须遵循C中的一些宏和函数来看看发生了什么 - 有一个你可以通过grep通过的R源的本地副本是非常有帮助的。