Eval-when 何时使用？

Question

在阅读了大量有关Lisp语言的eval-when运算符的文档后，我仍然无法理解它的用途。我知道使用此运算符可以控制表达式的求值时间，但是我无法想出任何适用的示例？

最好的问候， utxeee。

- utxeee

Answer 1

Lisp文件的编译

以Lisp文件的编译为例。Lisp编译器处理顶层形式，这些形式可以是任意的Lisp形式，DEFUNs，DEFMACROS，DEFCLASS，函数调用等。

整个文件编译器如何工作的故事在此无法详细解释，但有几点需要注意：

• 文件编译器会为(DEFUN foo () )生成代码。但它不执行 defun 表单。因此，在编译期间已知存在函数FOO，但`FOO`的代码在编译期间不可用。编译器为编译文件生成代码，但不将其保留在内存中。您不能在编译时调用此类函数。

• 对于宏，它的工作方式略有不同：(DEFMACRO BAZ ...)。文件编译器不仅会编译宏并记录其存在，还会在编译时使宏可用。它被加载到编译器的环境中。

因此，想象一下文件中的表单序列：

(defmacro baz ...)

(defun foo () (baz ...))

这可以成功是因为文件编译器知道宏BAZ，当它编译FOO的代码时，就会展开宏形式。

现在让我们看下面的例子：

(defun bar (form) ...)

(defmacro baz (form) (bar form))

(defun foo () (baz ...))

以上方法行不通。现在宏BAZ通过调用函数BAR来使用它。当编译器尝试编译函数FOO时，无法扩展BAZ宏，因为BAR无法被调用，因为BAR的代码没有加载到编译时环境中。

有两种解决方法：

1. 使用单独的文件提前编译和加载BAR。
2. 使用EVAL-WHEN。

EVAL-WHEN的示例：

 (eval-when (:compile-toplevel :execute :load-toplevel)
   (defun bar (form) ...)
 )

 (defmacro baz (form) (bar form))

 (defun foo () (baz ...))

EVAL-WHEN指示文件编译器在编译期间实际运行DEFUN表单。这样做的效果是：文件编译器现在知道BAR的定义，并且在编译时可用。因此，在需要在代码中调用BAZ的宏扩展期间，BAR也可以使用。

如果函数在文件编译完成后不再需要，则只需使用:compile-toplevel即可。如果稍后需要使用它，则需要确保其已经被加载。

因此，EVAL-WHEN允许指定特定代码段应该在何时运行：

• 文件编译期间
• 文件加载期间
• 执行期间

EVAL-WHEN在用户代码中并不经常使用。如果使用它，应该问自己是否真正需要它。

- Rainer Joswig

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你好Rainer，但是为什么我们在使用eval-when时需要使用:execute和:load-top-level标志呢？ - utxeee

Rainer 再次感谢您的回复并编辑之前的答案 :D 但我的疑问仍然存在，为什么我需要使用标志：load-top-level 和 execute。从您的文本中，我可以看出如果稍后使用该函数，则应使用标志：load-top-level。那么为什么我们不需要在所有其他稍后将使用的函数中使用 eval-when 和 load-top-level 标志呢？ - utxeee

@utxeee：在编译时，如果没有 EVAL-WHEN，load-top-level 是默认设置。 - Rainer Joswig

Rainer，还有两个问题：（1）-如果我们使用您的示例从源代码加载文件，则不需要使用eval-when运算符，因为bar定义已知，对吗？ （2）-为什么我们需要使用关键字：execute-据我所知，此关键字与运行时相关，但在运行时函数的定义也已知，对吗？ - utxeee

请问您能否修复打字错误 load-top-level ==> :load-toplevel？我不得不深入源代码才找到它。 - ealfonso