Common Lisp：将符号传递给宏

Posted 2023-02-24

【中文标题】Common Lisp：将符号传递给宏

【英文标题】：Common Lisp: Passing Symbol to Macro

【发布时间】：2013-07-26 02:52:05

【问题描述】：

这个宏的目的是创建一个宏，为访问关联列表的某个键提供一个名称。

(defmacro generate-accessor (key-symbol prefix)
  (let ((mac-name 
          (intern (string-upcase (concatenate 'string
                                              prefix "-"
                                              (string key-symbol))))))
    `(defmacro ,mac-name (alis) `(assoc ,',key-symbol ,alis))))

所以当我尝试时 -

CL-USER> (generate-accessor 'a "alist")
; ERROR> 'A cannot be coerced to a string.

然而……

CL-USER> (string 'a)
; RESULT> "A"

所以我再次尝试使用 SYMBOL-NAME 将符号强制转换为字符串

(defmacro generate-accessor (key-symbol prefix)
  (let ((mac-name 
          (intern (string-upcase (concatenate 'string
                                              prefix "-"
                                              (symbol-name key-symbol))))))
    `(defmacro ,mac-name (alis) `(assoc ,',key-symbol ,alis))))

这一次我试试——

CL-USER> (generate-accessor 'a "alist")
; ERROR> The value 'A is not of type SYMBOL.

然而……

CL-USER> (symbol-name 'a)
; RESULT>"A"
CL-USER> (symbolp 'a)
; RESULT>T

每当我在我的宏之外使用'a 时，它都会像我期望的那样自动作为一个符号进行实习。然而不知何故，当我将'a 传递给我的宏时，它以引用块的形式到达。我不明白为什么不对其进行评估，尤其是在反引号开始之前。我知道我不了解 Lisp 的基本知识，但我现在不知道如何看待它。

【参考方案1】：

'a 是 (quote a) 的简写，它是您传递给宏的 list。宏参数不被评估，而是按原样传递。当用作函数（即，不是宏）的参数时，(quote a) 首先被求值，求值的结果(quote a) 是符号@987654325 @。例如，考虑一下

(list 'a)           ===
(list (quote a)) 
; => (a)

和

'('a)               ===
'((quote a))        ===   
(quote ((quote a)))
; => ((quote a)) ;; which may also be printed ('a)

在宏中使用符号参数的示例

根据 cmets 中的请求，这里有一个类似 defstruct 的宏，它创建了一些包含结构名称的函数。

(defmacro my-defstruct (name slot)
  "A very poor implementation of defstruct for structures
that have exactly one slot"
  (let ((struct-name (string name))
        (slot-name (string slot)))
    `(progn
       (defun ,(intern (concatenate 'string (string '#:make-) struct-name)) (value)
         (list value))
       (defun ,(intern (concatenate 'string (string struct-name) "-" slot-name)) (structure)
         (car structure)))))

这是什么，例如，(my-defstruct foo bar) 扩展为：

CL-USER> (pprint (macroexpand '(my-defstruct foo bar)))

(PROGN
 (DEFUN MAKE-FOO (VALUE) (LIST VALUE))
 (DEFUN FOO-BAR (STRUCTURE) (CAR STRUCTURE)))

使用示例：

CL-USER> (my-defstruct foo bar)
FOO-BAR
CL-USER> (make-foo 34)
(34)
CL-USER> (foo-bar (make-foo 34))
34

【讨论】：

好的，很高兴知道。宏不评估他们的论点。您是否认为我可以像DEFSTRUCT 那样实现动态生成宏名称的目标？

@SquareCrow 我已经用一个例子更新了答案。虽然为宏生成名称很容易，但我要指出 defstruct 实际上是为函数生成名称。

我明白了，也许我可以生成函数。在阅读了你自己和 Rainer 给出的答案后，我得出了一个类似的解决方案。我最初的意图是通过符号列表在DOLIST 中使用我的宏，并根据每个符号创建访问器名称。我看到迭代变量的符号，而不是变量内容，被传递给宏。我还看到DEFSTRUCT，它传递符号A 而不是引用符号'A（在我的第一次尝试中）可能会从这些符号构造函数名称。我也怀疑我对灵活“alist struct”的追求。

【参考方案2】：

每当我在我的宏之外使用 'a 时，它都会像我期望的那样自动作为一个符号被嵌入。

为什么。我希望它是一个引用的形式，并且在评估时我得到引用的对象。

记住：宏转换源代码，而不是评估对象。

由于您的代码未对其进行评估，并且您在引用的表单上调用 SYMBOL-NAME，我认为这是一个错误。

您可以像调试其他代码一样调试宏。打印出宏作为参数得到的内容，或者只使用调试器查看回溯并查看各种变量值。

宏 CHECK-TYPE 检查某个地方的类型。

CL-USER 15 > (defmacro generate-accessor (key-symbol prefix)
               (check-type key-symbol symbol)
               (check-type prefix string)
               (let ((mac-name 
                      (intern (string-upcase (concatenate 'string
                                                          prefix "-"
                                                          (string key-symbol))))))
                 `(defmacro ,mac-name (alis) `(assoc ,',key-symbol ,alis))))
GENERATE-ACCESSOR

CL-USER 16 > (generate-accessor 'a "alist")

Error: The value (QUOTE A) of KEY-SYMBOL is not of type SYMBOL.
  1 (continue) Supply a new value of KEY-SYMBOL.
  2 (abort) Return to level 0.
  3 Return to top loop level 0.

所以CHECK-TYPE 抱怨它不是一个符号，而是一个包含两个元素的列表。 这是意料之中的，因为宏适用于源代码，而不是评估对象。

顺便说一句，将访问器编写为宏已经是错误的。 Common Lisp 有函数 - 使用它们。

【讨论】：

不能说我同意这是错误的。我的目标是使用GENERATE-ACCESSOR 获得类似于DEFSTRUCT 创建的访问器的结果，但用于关联列表。我可能最终没有为自己保住任何东西，但我想知道为什么我的实验没有奏效。感谢您的回答和演示CHECK-TYPE。

@SquareCrow：DEFSTRUCT 访问器是函数，而不是宏。

【参考方案3】：

显然您没有注意到调用宏时未评估 'a：

(defmacro generate-accessor (**key-symbol** prefix)
  (let ((mac-name 
          (intern (string-upcase (concatenate 'string
                                              prefix "-"
                                              (string **key-symbol**))))))
    `(defmacro ,mac-name (alis) `(assoc ,',key-symbol ,alis))))

key-symbol 只是被替换而不是评估。例如，定义一个更简单的宏如下：

(defmacro foo (a b)                                                                                          
  (let ((x a) (y b) (z (concatenate 'string (string a) b)))                                                  
    `(print (list ,a ,b ,x ,y ,z))))

传入'a和“b”：

CL-USER> (foo 'a "b")                                                                                        
; Evaluation aborted on #<SIMPLE-TYPE-ERROR expected-type: SB-KERNEL:STRING-DESIGNATOR datum: 'A>.

执行(setq a 1)后，传入a和“b”：

CL-USER> (foo a "b")                                                               
(1 "b" 1 "b" "Ab")                                                                                           
(1 "b" 1 "b" "Ab")

您可以发现 a（不带引号）只是 字面替换 到 let 子句中，因为其中没有 eval 逗号。

要解决这个问题，你可以传入一个不带引号的符号，或者将你的宏重写为这样的函数：

(defun generate-accessor (key-symbol prefix)
  (eval
    (let ((mac-name 
             (intern (string-upcase (concatenate 'string
                                                 prefix "-"
                                                 (string key-symbol))))))
      `(defmacro ,mac-name (alis) `(assoc ',key-symbol ,alis)))))

但这不是最终的答案——您如何评估key-symbol 同时保持alis 不变？我认为这是不可能的。

也许您也可以将内部 defmacro 更改为 defun：

(defun generate-accessor (key-symbol prefix)
  (eval
    (let ((mac-name 
           (intern (string-upcase (concatenate 'string
                                               prefix "-"
                                               (string key-symbol))))))
      `(defun ,mac-name (alis) (assoc ',key-symbol alis)))))

有效！

CL-USER> (generate-accessor 'a "x")                                                              
X-A

宏很强大，但不要过度使用！