为什么我不能 (push 3 '()) 在 Common Lisp 的 REPL 中？

Question

我在 Emacs 中使用 Common Lisp 和 Slime。与使用突变相比，我有更多避免突变的经验。

在 REPL 中，我可以执行以下操作：

CL-USER> (defvar so-example '())
SO-EXAMPLE

CL-USER> (push 7 so-example)
(7)

它有效。但是，如果我尝试：

CL-USER> (push 7 '())

我收到一条错误消息说：

未定义的函数：（SETF QUOTE）

好的。由于quote是一个问题，我也尝试过：

CL-USER> (push 7 nil)

这也会引发错误消息：

NIL 是一个常量，因此不能设置。

为什么会发生这种情况？为什么说有道理？

对我来说，这很奇怪。

Answer 1

修改文字常量会导致 Common Lisp 中的未定义行为；来自 HyperSpec：

如果文字对象（包括带引号的对象）被破坏性地修改，后果是不确定的。

这解释了观察到的错误消息(push 7 nil)；将伴随相同的错误消息(push 7 ())。

表达式(push 7 '())等价于(setf '() (cons 7 '()))。setf期待一个地方，但(quote ())不是一个地方。当setf宏意识到错误时，它正在捕捉错误quote不能产生一个可设置的地方。

请注意，根据文档，push需要一个项目和一个位置（不是列表）：“push将项目添加到存储到位的列表中...... ”。也就是说，位置是对列表的引用，而不是列表本身。

一般来说，尝试改变这样的字面常量没有多大意义。考虑用数字来做这件事。试图通过修改数字 7 将 7 更改为 8 不是我们想要做的。相反，我们将建立一个绑定到7，和变异的结合。用空列表做同样的事情：

CL-USER> (defvar empty-list '())
SO-EXAMPLE
CL-USER> (setf empty-list (cons 7 empty-list))
(7)

这里建立了到空列表的绑定（empty-list），然后绑定发生了变化，绑定empty-list到通过 consing 7to创建的新列表()。这正是在第一个发布的示例中发生的事情。

CL-USER> (defvar so-example '())
SO-EXAMPLE
CL-USER> (push 7 so-example)
(7)

使用算术的类似示例可能是：

CL-USER> (defvar x 7)
X
CL-USER> (setf x (+ 1 x))
8
CL-USER> x
8

然而，你可能不会期望(setf 7 (+ 1 7))做任何好事。

Answer 2

宏 的文档PUSH说：

push item place => new-place-value

位置是广义引用：变量、数组槽、结构槽、CLOS 对象槽等等。它们记录在此处：CLHS 5.1 Generalized Reference

广义是什么意思？在 Common Lisp 中，位置是一个超越变量或槽等简单引用的概念。它甚至是用户可扩展的 -> 可以定义新的场所类型。

NIL 作为一个地方

NIL（相同()）被记录为一个Constant Variable。

因此，这样的事情失败了：

(setf nil 10)

(push 10 nil)正试图推10到那个地方 NIL。

CL-USER 1 > (macroexpand-1 '(push 10 nil))
(LET ((#:|new-value-1070| 10))
  (LET* ((#:|Store-Var-1069| (CONS #:|new-value-1070| NIL)))
    (SETQ NIL #:|Store-Var-1069|)))

有它：尝试设置NIL（作为参考，这里是一个变量）值为 10。

既然NIL被定义为常量变量，常量变量是不能改变的，所以不能把东西推到那个地方nil。

因此NIL不是一个有用的地方。

'NIL 作为一个地方

为什么会(push 10 '())失败？这与(push 10 'nil)和相同(push 10 (quote nil))。

再次，push期待一个地方。(quote ...)不是一个定义的地方。

此处定义了默认定义的地点：CLHS 5.1.2 Kinds of Places。

这是有道理的，因为'()没有引用任何东西。记住：地方是广义的参考。它应该是一个文字对象()。

功能缺点

如果我们想向列表中添加一个新对象，那么我们使用cons：

CL-USER 4 > (cons 10 nil)
(10)

CL-USER 5 > (cons 10 'nil)
(10)

一个必须使用结果列表：将它存储在某个地方，将它传递给一个函数，......