有人能向我解释一下“卫生”这个概念吗（我是一个Scheme程序员）？

Question

那么……我是scheme r6rs的新手，正在学习宏。有人能解释一下什么是“卫生”吗？

提前感谢。

- Cam

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哦，你知道的，洗澡、刷牙、把胡须里的食物弄干净。这些是大多数程序员困难的事情。 - JSBձոգչ

@JS: 我已经坐在这里好几天了，为了学习卫生，我没有任何理由离开电脑。这就是我努力学习的方式，但我仍然无法掌握这个概念。事实上，我坐在这里的时间越长，情况似乎越来越糟 :( - Cam

我建议您好好休息一下，这非常有助于理解问题。只有在每晚睡足8.5小时时，我才能更高效、头脑更清晰。 :) - Paul Nathan

@gnucom：出于兴趣。另外，我听说（并且正在看到）它在用于原型算法/想法时很快，所以一旦我更加熟练，我会用它来做这个。 - Cam

嘿，这很有趣，这正是我（也）用它来（寻找）乐趣的原因。 - sholsapp

Answer 1

卫生通常在宏的上下文中使用。一个卫生的宏不使用变量名，以免干扰扩展代码。这里有一个例子。假设我们想用宏定义or特殊形式。直观地说，(or a b c ... d)会扩展为类似于(let ((tmp a)) (if tmp a (or b c ... d)))的东西。（出于简单起见，我省略了空的(or)情况。）

现在，如果像上述草图展开的代码中实际添加了名称tmp，那么它就不是卫生的，也很糟糕，因为它可能会干扰具有相同名称的另一个变量。比如说，我们想要评估：

(let ((tmp 1)) (or #f tmp))

使用我们直观的扩展，这将变得更加简单易懂。

(let ((tmp 1)) (let ((tmp #f)) (if tmp (or tmp)))

这里的宏中的tmp会遮蔽最外层的tmp，因此结果是#f而不是1。

现在，如果这个宏是卫生的（在Scheme中，使用syntax-rules时自动成立），那么在扩展中，你会使用一个保证不会出现在代码中任何其他地方的符号名称，而不是使用tmp。在Common Lisp中，你可以使用gensym。

Paul Graham的《On Lisp》有关于宏的高级材料。

- namin

Answer 2

如果你认为宏只是在使用的地方扩展到它所代表的代码，那么你可以想象一下，如果在宏的使用地方已经有一个变量`a`，那么你在宏中使用变量`a`，可能已经存在一个变量`a`了。这不是你想要的`a`!

一个不能发生这种情况的宏系统被称为卫生宏。解决这个问题的方法有几种。一种方法是在宏中使用非常长、非常难懂、非常难预测的变量名。这种方法还有一种稍微更加精细的版本，即一些其他宏系统使用的gensym方法：你可以调用gensym函数，它会为你生成一个非常长、非常难懂、非常难预测且唯一的变量名。

正如我所说，在一个卫生宏系统中，这样的冲突根本不会发生。如何使宏系统卫生本身就是一个有趣的问题，Scheme社区已经花费了数十年时间研究这个问题，并不断提出更好的解决方案。

- Jörg W Mittag

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挥手 这不是你要找的 “a”。 - Thanatos

这里有几个错误的部分：(a) 在宏中使用冗长、晦涩的名称并不是解决方案，只会延迟宏的执行--特别是当宏在自身内部使用时，可能会出现明显的问题。(b) 你只提到了问题的一面，也就是gensym可以解决的一面；另一方面是，在宏定义中绑定的变量无法被使用时的绑定所遮蔽，例如：(let ((if "bleh")) (my-macro))，这个问题不能仅通过gensym来解决。 - Eli Barzilay

Answer 3

我很高兴知道这种语言仍在使用！卫生代码是指通过宏注入时不会与现有变量发生冲突的代码。

维基百科上有许多关于此的好信息：http://en.wikipedia.org/wiki/Hygienic_macro。

- sholsapp

Answer 4

宏转换代码：它们将一个代码位转换为其他内容。作为转换的一部分，它们可能会用更多的代码来包围该代码。如果原始代码引用变量a，并且添加到其周围的代码定义了a的新版本，则原始代码将不能按预期工作，因为它将访问错误的a: 如果

(myfunc a)

这是原始代码，期望 a 是一个整数，而宏将取 X 并将其转换为

(let ((a nil)) X)

然后，该宏将对以下内容正常工作

(myfunc b)

但是(myfunc a)将会被转换为

(let ((a nil)) (myfunc a))

这样做行不通，因为myfunc将被应用于nil而不是它所期望的整数。

卫生宏通过确保使用的名称是唯一的来避免访问错误变量的问题（以及相反方向的类似问题）。

维基百科对卫生宏有很好的解释。

- psmears

Answer 5

除了所有提到的事情，针对Scheme的卫生宏定义还有一个非常重要的因素，这是由词法作用域所决定的。假设我们有如下代码：

(syntax-rules () ((_ a b) (+ a b)))

作为宏的一部分，它肯定会插入 +，如果已经有 + 了，它也会插入另一个具有与+相同含义的符号。它将符号绑定到它们在语法规则所在的词法环境中的值，并不是应用它的位置，毕竟我们是词法作用域。它很可能会在那里插入一个全新的符号，但该符号与在定义宏的地方全局绑定的+相同。当我们使用这样的结构时，它非常方便：

(let ((+ *))
  ; piece of code that is transformed
)

因此，编写宏的作者或用户无需担心其使用是否顺利。

- Zorf

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+1，这很有趣；这样可以符合宏编写者和用户的预期行为。 - Cam

是的，卫生是确保正确性的一种方式，与作者或用户使用的符号无关。我曾经花了很长时间来思考为什么(let ((if +)) ...)这样的代码没有严重失败，直到我意识到这是因为词法作用域。 - Zorf

Answer 6

这是我找到的内容。解释它的意思是另一回事！
http://www.r6rs.org/final/html/r6rs-lib/r6rs-lib-Z-H-1.html#node_toc_node_sec_12.1

- JYelton

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如果你懂行话，这句话就很简单明了！它的意思是，“卫生宏不会污染符号表”。 - Paul Nathan

这是非常晦涩和复杂的术语，基本上需要我上研究生课程才能理解它的含义（我认为其他人可能更聪明）。 - Paul Nathan