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通用Lisp宏语法关键字：我该如何称呼它？

syntaxmacroscommon-lispkeyword
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我已经查阅《On Lisp》、《Practical Common Lisp》和SO档案，试图自行回答这个问题，但由于我无法命名我感兴趣的概念而受挫。如果有人能告诉我这种事情的规范术语，我将不胜感激。
这个问题最好通过一个例子来解释。假设我想在Common Lisp中实现类似Python的列表推导式。在Python中，我会写：
[x*2 for x in range(1,10) if x > 3]

所以我开始写下：

(listc (* 2 x) x (range 1 10) (> x 3))

然后定义一个宏，将上面的内容转换为正确的推理方式。目前为止还不错。

然而，如果读者对Python列表推导式不熟悉，这个表达式的解释可能会很难懂。我真正想写的是：

(listc (* 2 x) for x in (range 1 10) if (> x 3))

但我还没有找到Common Lisp对于这个的术语。似乎loop宏正好做了这种事情。它被称为什么，我该如何实现它？我尝试宏展开一个样本循环表达式来看看它是如何组成的，但结果代码难以理解。有人可以指引我正确的方向吗？

提前谢谢。

列表推导式已经可以使用可怕的“LOOP”宏。 - SK-logic
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我知道。我只是为了锻炼而参加的。 - wvoq
3个回答
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那么，for 循环的本质是解析其作为 body 提供的表单。例如：

(defmacro listc (expr &rest forms)
  ;; 
  ;;
  ;; (listc EXP for VAR in GENERATOR [if CONDITION])
  ;;
  ;;
  (labels ((keyword-p (thing name)
             (and (symbolp thing)
                  (string= name thing))))
    (destructuring-bind (for* variable in* generator &rest tail) forms
      (unless (and (keyword-p for* "FOR") (keyword-p in* "IN"))
        (error "malformed comprehension"))
      (let ((guard (if (null tail) 't
                       (destructuring-bind (if* condition) tail
                         (unless (keyword-p if* "IF") (error "malformed comprehension"))
                         condition))))
        `(loop 
            :for ,variable :in ,generator 
            :when ,guard 
            :collecting ,expr)))))


(defun range (start end &optional (by 1))
  (loop
     :for k :upfrom start :below end :by by
     :collecting k))

除了我使用的“hackish”解析器之外，这个解决方案还有一个缺点，在Common Lisp中不容易解决，即构建中间列表，如果你想链接你的推导式：
(listc x for x in (listc ...) if (evenp x))

由于Common Lisp中没有yield的道德等效物，因此很难创建一个不需要完全实例化中间结果的机制。一种解决方法是在listc的扩展器中编码可能的“生成器”形式的知识，使扩展器可以在运行时优化/内联基本序列的生成，而无需构造整个中间列表。

另一种方法是引入{{link1：“延迟列表”}}（链接指向方案，因为Common Lisp中没有类似的机制--尽管首先必须构建它，但这并不特别难）。

此外，您总是可以查看其他人的代码，特别是如果他们试图解决相同或类似的问题，例如：

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宏是代码转换器。

有几种实现宏语法的方法：

  • 解构

Common Lisp 提供了一个宏参数列表，也提供了一种解构形式。当使用宏时，源代码根据参数列表进行解构。

这限制了宏语法的外观，但对于许多宏的用途来说，提供了足够的机制。

请参阅 Common Lisp 中的 Macro Lambda Lists。

  • 解析

Common Lisp 还为宏提供了整个宏调用表单的访问权限。然后，宏负责解析该表单。解析器需要由宏作者提供，或者是作者完成的宏实现的一部分。

一个例子是 INFIX 宏：

(infix (2 + x) * (3 + sin (y)))

宏实现需要实现一个中缀解析器并返回前缀表达式：
(* (+ 2 x) (+ 3 (sin y)))
  • 基于规则的

一些Lisp提供语法规则，这些规则与宏调用形式进行匹配。对于匹配的语法规则，相应的转换器将被用来创建新的源代码形式。在Common Lisp中可以很容易地实现这一点，但默认情况下，Common Lisp没有提供这种机制。

参见Scheme中的syntax case。

LOOP

为了实现类似LOOP的语法，需要编写一个解析器，在宏中调用该解析器来解析源表达式。请注意，解析器不是针对文本工作，而是针对已经interned的Lisp数据工作。

在过去（1970年代），这曾在Interlisp中使用，称为“交谈Lisp”，这是一种具有更自然语言般表面的Lisp语法。迭代是其中的一部分，迭代的想法随后被带到其他Lisps中（例如Maclisp的LOOP，从那里又被带到了Common Lisp）。

查看1970年代Warren Teitelmann关于'对话式Lisp'的PDF。

LOOP宏的语法有点复杂，很难看出各个子语句之间的边界。

请查看Common Lisp中LOOP的扩展语法。

(loop for i from 0 when (oddp i) collect i)

同上：

(loop
   for i from 0
   when (oddp i)
   collect i)

LOOP 宏存在的一个问题是，像 FOR、FROM、WHEN 和 COLLECT 这样的符号与 "COMMON-LISP" 包（一个命名空间）中的符号不同。如果我现在在使用不同的包（命名空间）中的源代码中使用 LOOP，那么这将导致此源命名空间中的新符号。因此，有些人喜欢写成：

(loop
   :for i :from 0
   :when (oddp i)
   :collect i)

在上述代码中，与LOOP相关符号的标识符位于KEYWORD命名空间中。
为了使解析和阅读更加容易，建议将括号带回来。 这样一个宏的使用示例可能如下所示：
(iter (for i from 0) (when (oddp i) (collect i)))

同上：

(iter
  (for i from 0)
  (when (oddp i)
    (collect i)))

在上述版本中，更容易找到子表达式并遍历它们。
Common Lisp的ITERATE宏使用了这种方法。
但是在这两个示例中，都需要使用自定义代码遍历源代码。
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为了补充Dirk的回答： 编写自己的宏是完全可行的，也许是一个不错的练习。 然而，有几个高质量的这种类型的设施（尽管以lisp惯用方式）可用，例如：

Loop非常具有表现力，但其语法与通用lisp不太相似。一些编辑器不喜欢它并且会缩进不良。但是loop在标准中定义。通常不可能编写扩展到loop。

Iterate更具表现力，并具有熟悉的lispy语法。这不需要任何特殊的缩进规则，因此所有正确缩进lisp的编辑器也将很好地缩进iterate。Iterate不在标准中，因此您必须自己获取它（使用quicklisp）。

Series是一个用于处理序列的框架。在大多数情况下，series将使得不必存储中间值成为可能。

我知道 - 如我上面提到的，我确实知道循环。但是我不知道循环的语法在底层是如何工作的，因此进行了这个练习。 - wvoq
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