为什么循环内的宏在 Elisp 中只展开一次？

Question

假设我定义

(defmacro macro-print (str)
  (print "hello"))

并运行

(let ((i 0))
  (while (< i 3)
    (macro-print i)
    (setq i (+ 1 i))))

输出是

"hello"
nil

为什么是这样？

我本来期待看到3hello秒。这是因为，根据手册，while特殊形式首先评估其条件，如果评估结果为非零，则评估其主体中的形式。由于条件适用于 的三个值i，因此我希望对(macro-print i)表单进行 3 次评估。每次展开时，它都应该打印“hello”。然而，解释器似乎(macro-print i)在第一次评估时用它的扩展替换（因为 print 返回传递给它的字符串，它会用“hello”替换它）。为什么会发生这种情况？

我已经知道正确的编写方法macro-print是 return (list 'print ,i)，但事实上我无法预测循环的实际行为，这表明我对我想要纠正的 lisp 模型存在误解。

Answer 1

宏本质上是其域和范围是源代码的函数。在 CL 中，它们实际上是这样的：宏是由一个函数实现的，该函数的参数是源代码（和环境对象）并返回其他源代码。我认为 elisp 中的实现不太明确。

由于此类宏在代码求值期间至少被扩展一次（在 CL 中，这意味着调用实现宏的函数），以便它们可以返回其扩展。它们可以仅扩展一次（并且，就效率而言，这显然是理想的），或者不止一次，但它们至少扩展一次。一般来说，这是您拥有的唯一保证。

对于交互式解释器来说，如果每次更改引用宏的代码或更改宏本身时都扩展宏，那显然会很好。这可以通过将宏扩展为解释器的一部分来实现，至少一次。

您所看到的是，在某些情况下，elisp 解释器只会扩展宏一次。

在编译实现的情况下，读取源代码后评估是一个两阶段的过程：源代码在编译时转换为某种编译表示，并在运行时执行该编译表示。宏扩展将在编译期间发生，而不是在执行期间发生。

事实上，CL 强制执行了这一点：部分定义了最小编译，以便

正在编译的源代码中出现的所有宏和符号宏调用都会在编译时展开，这样它们在运行时就不会再次展开。

如果您想要在运行时执行的代码，请使用函数，或者，如果您需要宏来扩展语言，请使该代码成为宏扩展的一部分：它返回的值的一部分，而不是副作用扩大它。