使用setf、defvar、let和作用域分配变量

Question

使用setf、defvar、let和作用域分配变量

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所以，我从setq and defvar in lisp，http://www.cs.ucf.edu/courses/cop4020/spr2006/plsetup.html和In Lisp, how do I fix "Warning: Assumed Special?"等地方阅读了有关setf和defvar之间的区别。所以我决定尝试一下这个想法：

CL-USER> (defun foo ()
       (setf x 10)
       (print x))

; in: DEFUN FOO
;     (SETF X 10)
; ==>
;   (SETQ X 10)
; 
; caught WARNING:
;   undefined variable: X
; 
; compilation unit finished
;   Undefined variable:
;     X
;   caught 1 WARNING condition
FOO
CL-USER> x
; Evaluation aborted on #<UNBOUND-VARIABLE X {10040F1543}>.
CL-USER> (foo)

10 
10
CL-USER> x
10

好的，我知道setf应该用于更改现有变量的值，但在SBCL中未定义的变量警告似乎处理得相当不错（尽管我已经阅读过不同的CL实现可能会以不同的方式处理这个问题，因此这并不是最好的做法）。

进入第二个测试：

CL-USER> (defun bar ()
       (defvar y 15)
       (print y))

; in: DEFUN BAR
;     (PRINT Y)
; 
; caught WARNING:
;   undefined variable: Y
; 
; compilation unit finished
;   Undefined variable:
;     Y
;   caught 1 WARNING condition
BAR
CL-USER> y
; Evaluation aborted on #<UNBOUND-VARIABLE Y {10045033D3}>.
CL-USER> (bar)

15 
15
CL-USER> y
15

根据链接，我将setf更改为defvar，我认为这应该可以同时创建和绑定变量。现在我的未定义变量警告被推到(print y)行...这是怎么回事？

作为一个次要的问题，我期望任何在函数内分配的变量的值都无法在函数外部访问，就像Python中的情况一样：

>>> def foo():
...     x = 10
...     print x
... 
>>> foo()
10
>>> x
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'x' is not defined

我猜这与common lisp处理作用域的方式有关，即defvar会创建一个“全局特殊变量”...所以我最后尝试了一次使用(let ...)。

CL-USER> (defun baz () (let ((z 10)) (print z)) (incf z 10) (print z))

; in: DEFUN BAZ
;     (INCF Z 10)
; --> LET* 
; ==>
;   (SETQ Z #:NEW0)
; 
; caught WARNING:
;   undefined variable: Z
; 
; compilation unit finished
;   Undefined variable:
;     Z
;   caught 1 WARNING condition

在阅读了defvar、defparameter、setf和setq有什么区别之后，以下代码似乎可以正常工作：

CL-USER> (defun apple ()
       (defparameter x 10)
       (print 10))

APPLE
CL-USER> x
; Evaluation aborted on #<UNBOUND-VARIABLE X {1004436993}>.
CL-USER> (apple)

10 
10
CL-USER> x
10

再次重申我的问题：
1）setf，defvar和let是什么？
2）是否有一种方法可以使common lisp在函数内部作用域像python示例中那样？

- user1922460

2个回答

4

简单明了地说：

1）setf、defvar和let的真正作用是什么？

defvar和defparameter用于声明和设置全局特殊变量。只有当名称已经绑定时，它们才有所不同。
setf用于赋值（给特殊变量、词法变量和其他可能是自定义的setfable位置）。
let（和let*）创建在其主体内可见的新变量绑定。它可以创建词法或特殊绑定，这取决于（全局或本地）声明。如果没有特殊声明，则将创建词法绑定。

2）是否有办法让Common Lisp像Python示例一样在函数内部限定变量的作用域？

将代码放在let的主体中，这样绑定就可见：

CL-USER> (defun baz ()
           (let ((z 10))
             (print z)
             (incf z 10) ; i.e. (setf z (+ z 10))
             (print z)))
BAZ
CL-USER> (baz)

10 
20 
20
CL-USER> z
; Evaluation aborted on #<UNBOUND-VARIABLE #x186C611E>.

- danlei

谢谢你的回答。你认为在(let ...)中包含整个函数定义会有什么问题吗？另外，感谢你指出(incf z 10)的错误。 - user1922460

在你的陈述中，“当名称未绑定时它们才不同”，你可能想说“绑定”。 - Elias Mårtenson

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可以查看英文原文，
原文链接

- Rainer Joswig · Accepted Answer

回答 2) DEFVAR 定义了一个变量，但它并未被执行。因此编译器不知道在编译DEFUN形式时出现在print表单中的变量。它也是在DEFUN内部的。因此它不在顶层。作为顶级的形式，编译器将识别DEFVAR并意识到y是一个全局特殊变量。

再次重申我的问题：1) setf、defvar和let究竟发生了什么？ 2) 是否有办法让common lisp像python示例一样将函数内的变量作用域限定在函数内部？

1)SETF设置变量的值，但不定义它。如果该变量未定义，则Common Lisp标准实际上并没有说明会发生什么。大多数Common Lisp实现都会执行某些有用的操作。通常，它被执行，就好像该变量已被声明为特殊变量（因此您还会收到警告）。

DEFVAR用作顶级形式（通常不在函数内部），以定义全局特殊变量。由于DEFVAR将变量名称声明为特殊变量，因此使用星号*将变量写成非常有用的约定：在变量名前后都加上星号*y*而不仅仅是y。

LET定义了本地变量的作用域。

2) Common Lisp函数有参数列表来引入变量。除此之外，它们不定义变量作用域。如果要在函数内引入局部变量，请使用LET。

>>> def foo():
...     x = 10
...     print x

Is

(defun foo ()
  (let ((x 10))
    (print x)))

再次强调：函数不会为变量提供作用域，因此在函数内部分配变量将自动将其定义为函数本地变量。请改用LET。

还要注意，LET主要是语法糖：(let ((a 1) (b 2)) (+ a b))基本上与((lambda (a b) (+ a b)) 1 2)相同。只是以一种更适合人类阅读的方式编写了一个简单的函数应用程序。

Common Lisp还支持旧语法：

(defun foo (&aux (x 10))
  (print x))

上面定义了一个本地变量 X，就像 LET 一样。