将其翻译为Common Lisp

Question

我一直在阅读Olin Shivers的一篇名为Stylish Lisp编程技术的文章,并发现那里的第二个例子(标有"Technique n-1")有点令人费解.它描述了一个自修改宏,如下所示:

(defun gen-counter macro (x)
       (let ((ans (cadr x)))   
     (rplaca (cdr x)       
         (+ 1 ans))
     ans))

它应该将其调用形式作为参数x(即(gen-counter <some-number>)).这样做的目的是能够做到这样的事情:

> ;this prints out the numbers from 0 to 9.
  (do ((n 0 (gen-counter 1)))
      ((= n 10) t)
    (princ n))
0.1.2.3.4.5.6.7.8.9.T
>

问题是这个带有macro函数名后面的符号的语法在Common Lisp中无效.我试图在Common Lisp中获得类似的行为是不成功的.有人可以提供CL中类似宏的工作示例吗？

Answer 1

为什么代码有效

首先,考虑本文的第一个例子是有用的:

> (defun element-generator ()
    (let ((state '(() . (list of elements to be generated)))) ;() sentinel.
      (let ((ans (cadr state)))       ;pick off the first element
        (rplacd state (cddr state))   ;smash the cons
        ans)))
ELEMENT-GENERATOR
> (element-generator)
LIST
> (element-generator)
OF
> (element-generator)

这是有效的,因为有一个文字列表

(() . (list of elements to be generated)

它正在被修改.请注意,这实际上是Common Lisp中未定义的行为,但在一些Common Lisp实现中您将获得相同的行为.请参阅意外的数据持久性和一些其他相关问题,以便讨论此处发生的情况.

用Common Lisp逼近它

现在,您引用的论文和代码实际上对此代码的作用有一些有用的评论:

  (defun gen-counter macro (x)    ;X is the entire form (GEN-COUNTER n)
    (let ((ans (cadr x)))         ;pick the ans out of (gen-counter ans)
      (rplaca (cdr x)             ;increment the (gen-counter ans) form
              (+ 1 ans))
      ans))                       ;return the answer

这种方式的工作方式并不像&rest参数,如Rainer Joswig的答案,但实际上是一个&whole论证,整个表格可以绑定到一个变量.这是使用程序的源作为破坏性修改的文字值!现在,在本文中,这个用于此示例:

> ;this prints out the numbers from 0 to 9.
  (do ((n 0 (gen-counter 1)))
      ((= n 10) t)
    (princ n))
0.1.2.3.4.5.6.7.8.9.T

但是,在Common Lisp中,我们希望宏只能扩展一次.也就是说,我们期望(gen-counter 1)被一些代码所取代.我们仍然可以像这样生成一段代码:

(defmacro make-counter (&whole form initial-value)
  (declare (ignore initial-value))
  (let ((text (gensym (string 'text-))))
    `(let ((,text ',form))
       (incf (second ,text)))))

CL-USER> (macroexpand '(make-counter 3))
(LET ((#:TEXT-1002 '(MAKE-COUNTER 3)))
  (INCF (SECOND #:TEXT-1002)))

然后我们可以重新创建示例 do

CL-USER> (do ((n 0 (make-counter 1)))
             ((= n 10) t)
           (princ n))
023456789

当然,这是未定义的行为,因为它正在修改文字数据.它不适用于所有Lisps(上面的运行来自CCL;它在SBCL中不起作用).

但不要错过这一点

整篇文章都很有趣,但也认识到这也是一个笑话.它指出你可以在一个不编译代码的求值器中做一些有趣的事情.它主要是讽刺性的,它指出了在评估和编译过程中具有不同行为的Lisp系统的不一致性.注意最后一段:

一些目光短浅的人会指出,这些编程技术虽然在提高清晰度和效率方面肯定值得称赞,但在编译代码时会失败.可悲的是,这是事实.上述技术中的至少两种将大多数编译器发送到无限循环中.但众所周知,大多数lisp编译器都没有实现完整的lisp语义 - 例如动态范围.这只是编译器无法保持语义正确性的另一种情况.编译器实现者的任务仍然是调整他的系统以正确实现源语言,而不是用户诉诸丑陋,危险,不可移植,不健壮的"黑客"以编程错误的编译器.

我希望这能提供一些清晰,优雅的Lisp编程技术的本质.

-Olin Shivers

Answer 2

Common Lisp:

(defmacro gen-counter (&rest x)
  (let ((ans (car x)))   
    (rplaca x (+ 1 ans))
    ans))

但上面只适用于解释器,而不适用于编译器.

使用已编译的代码,宏调用已经消失 - 它被扩展 - 并且没有任何内容可以修改.

注意给不知情的读者:你可能想阅读奥林颤抖的纸张非常小心,尽量找出他实际上是指...