在Scheme/Lisp中的for/continue

Question

我是一名程序员，正在用 Scheme (R5RS) 编写一个类 C 语言的小型解释器，并尝试将以下代码进行转换：

for (i = 0; i < 100; i++)
{
    if (isprime(i)) continue;
    else /* do something with i */
}

我希望验证Scheme代码（isprime函数只是一个示例，不重要）。

然而，经过一段时间的尝试，我没有找到在Scheme中向do循环添加continue语句的有效/简单方法。更好的是，“for”宏允许使用“continue”和“break”。

我正在考虑转换到Common Lisp。在CL中是否更容易实现这种操作？

- Bill

Answer 1

我们可以将FOR写成一个宏。Common Lisp版本如下：

(defmacro for ((var start end) &body body)
  (let ((block-name (gensym "BLOCK")))
    `(loop for ,var from ,start below ,end
           do (block ,block-name
                (flet ((continue ()
                         (return-from ,block-name)))
                  ,@body)))))


CL-USER 2 > (for (i 10 20)
              (if (evenp i) (continue))
              (print i))

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- Rainer Joswig

Answer 2

CL的tagbody是一个方便的目标：

(let (i)
  (tagbody
     (setf i 0)
   body
     (if (isprime i)
         (go increment))
     (do-something-with i)
   increment
     (setf i (1+ i))
     (if (< i 100)
         (go body))))

- Xach

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啊，Lisp看起来有一些潜力！ - Bill

Answer 3

我会选择像在这个伪Scheme示例中使用continuations一样的方法。

只需将执行的当前点存储在一个续延中，并在适当时调用它。

(call/cc (lambda break ; jump outside the for
  (for 0 100 (lambda i 
    (call/cc (lambda continue ; jump to the next iteration
      (if (isprime i)
        (continue)
        (break))))))))

- Dario

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我认为这应该是一个call/cc（对于break来说效果很好），但为什么在使用continue时会执行增量操作呢？此外，我认为这非常低效，因为它必须在每次循环迭代时设置一个continuation。 - Bill

“Continue” 基本上只是跳过循环体的其余部分，这正是我的结构所做的。跳转不会干扰循环本身，因此递增将在之后发生。我没有关于效率的数据，但你的猜测可能是正确的。只需尝试即可。 - Dario

什么是 for？在这里没有 for（https://www.gnu.org/software/guile/manual/html_node/R5RS-Index.html#R5RS-Index_rn_letter-F）...那是什么？ - Will Ness

Answer 4

我知道这已经晚了8年，但我认为它可能会对某些人有所帮助。

使用Common Lisp中的iterate结构，您可以使用下一个迭代子句：

(iter (for i from 0 to 100) 
  (if (isprime i)
      (next-iteration)
      (do-something-else)))

- michael smith

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很不幸，“iterate” 不是 Common Lisp 标准的一部分，只能作为外部库使用，例如通过 quicklisp。 - GuentherT

Answer 5

直接使用Scheme实现这个的方法就是重新组织你的代码：

for (i = 0; i < 100; i++)
{
    if (isprime(i)) continue;
    if (is_bad(i)) break;
    else /* do something with i */
}

是

(let loop ((i 0))
  (cond
     ((isprime i)       ;; continue the loop
         (loop (+ i 1))) 
     ((is_bad i)
         #f)            ;; break from the loop
     (else              ;; do something with i
         .......        ;; and then continue the loop
         (loop (+ i 1)))))

如果您的循环主体结构复杂，想要从嵌套结构的深处 (continue) 或 (break)，可以让编译器按照上述方式重新构造它，或者可以使用 call/cc 设置退出点，例如。

(call/cc (lambda (break)
  (let loop ((i 0))
    (call/cc (lambda (continue)
        ;; your loop logic here, 
        ;; potentially using
        ;;    (continue A)     ;; A is ignored
        ;; or
        ;;    (break B)        ;; B is immediately returned as
        ;;                     ;;   the overall loop's result
        ))
    ;; (continue _) continues here:
    (loop (+ i 1)))))

Racket具有分界限制的延续，应该更有效率。

- Will Ness

Answer 6

要在Scheme中实现此特定代码示例，您不需要continue，break或call/cc：

(let loop ((i 0))
  (when (< i 100)
      (if (prime? i)
          (loop (add1 i)))
      (do-something-else)))

- Vijay Mathew

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很遗憾，在R5RS标准中我找不到“when”表单。假设它的功能与我想的一样，那么这段代码是否有效？假设它通过调用循环来继续执行。当它完成对循环的调用时会发生什么？它会继续并完成主体，即执行一个更多的(do-something-else)吗？如果(loop (add1 i))是尾调用，那么这个解决方案肯定可行。或者我是否误解了命名let的工作原理？ - Bill

当然，在大多数特定情况下，您可以找到解决方法（我甚至认为在函数式风格中更可取）。但是，OP要求一个通用解决方案，其中break/continue已经在使用中。 - Dario

实际上，我认为这确实会导致一个解决方案。请参见下面的示例。 - Bill

@Bill 你可以用 if 替换 when。 - Vijay Mathew

when不是循环结构，而if是一次性执行的吗？when不更接近于while或loop - if吗？ - Olie

Answer 7

我认为Vijay的回答可以进行扩展并以一种可行的方式解决问题（抱歉自己回答问题，但无法弄清如何在评论中格式化代码）：

(let loop ((i 0))
    (define (next)
      (loop (+ i 1)))
    (call/cc 
      (lambda (break)
        (if (< i 100)
         (begin
           (if (isprime i)
             (next)
             (begin
               (if (isbad i)
                 (break break))
               (do-something)
               (next))))))))

这不是宏，但无疑会导致一个足够通用的宏。我很想看到任何改进。我对 Scheme 还相当新。

- Bill

Answer 8

你也可以使用 throw 和 catch（elisp）：

(let ((j 0))
  (while (< j 10)
    (catch 'continue
      (setq j (1+ j))
      (if (= j 3) (throw 'continue t))
      (prin1 j))))

1245678910nil

- baz