希望这不是一个多余的问题。
作为计划的新手，我知道syntax-case宏比syntax-rules替代方案更强大，代价是不必要的复杂性。
是否有可能在方案中实现Common Lisp的宏系统，使用syntax-rules比syntax-case更强大？
答案 0 :(得分：37)
我会尝试简短 - 这很难，因为这通常是一个非常深刻的问题，超过Q＆amp; A的平均SO水平...所以这仍然会很长。我也会尝试不偏不倚;虽然我来自Racket的观点，但我过去一直在使用Common Lisp，而且我总是喜欢在两个世界中使用宏（实际上在其他世界中）。它不会直接回答你的问题（在极端情况下，这只是＆＃34;是＆＃34;），但它正在比较这两个系统，希望这有助于澄清问题对于人们 - 尤其是口齿不清的人（所有口味）谁会想知道为什么这么大。我还将介绍如何在＆＃34; syntax-case＆＃34;中实现defmacro。系统，但通常只是为了保持清晰（并且因为你可以找到这样的实现，一些在评论和其他答案中给出）。
首先，你的问题非常多余 - 这是非常合理的，而且（正如我暗示的那样）是Lisp新成员与Lisp的新成员相遇的事情之一。
其次，非常浅薄，非常简短的回答是人们告诉你的：是的，可以在支持defmacro的方案中实施CL syntax-case，正如预期的那样，你有多个指向这种实现的指针。走另一条路并使用简单syntax-case实施defmacro是一个棘手的主题，我不会谈论太多;我只是说它has been done，只是以非常高的成本重新实现lambda和其他绑定结构，这意味着它基本上是一个新的重新实现如果要使用该实现，则应该提交的语言。
另一个澄清：人们，尤其是CLers，经常会崩溃与Scheme宏相关的两件事：卫生和syntax-rules。问题在于，在R5RS中你只有syntax-rules，这是一个非常有限的基于模式的重写系统。与其他重写系统一样，您可以天真地使用它，或者一直使用重写来定义一种可以用来编写宏的小语言。请参阅this text以获取有关如何编写宏的已知解释完成。虽然可以做到这一点，但最重要的是它很难，你使用了一些与你的实际语言没有直接关系的奇怪的小语言，这使得它很远来自Scheme编程 - 可能更糟糕的是，在CL中使用卫生宏实现并不是真正使用普通CL。简而言之，它只能使用syntax-rules，但这主要是在理论意义上，而不是你想要在＆＃34;真实＆＃34;中使用的东西。码。这里的要点是卫生并不意味着仅限于syntax-rules。
然而，syntax-rules并不打算作为＆＃34;＆＃34;＆＃34; Scheme宏系统 - 这个想法总是让你有一些＆＃34;低级＆＃34;宏实现，用于实现syntax-rules，但也可以实现卫生破坏宏 - 它只是没有就特定的低级实现达成一致。 R6RS通过标准化＆＃34;语法案例＆＃34;来解决这个问题。宏系统（注意我使用＆＃34; syntax-case＆＃34;作为系统的名称，不同于syntax-case，这是它的主要亮点形式）。好像是为了说明讨论仍然存在，R7RS退后一步并将其排除在外，重新回到syntax-rules而没有对低级别系统做出承诺，至少在＆＃34 ;小语言＆＃34;去。
现在，要真正理解两个系统之间的区别，最好澄清的是他们正在处理的类型之间的区别。对于defmacro，变换器基本上是一个接收S表达式并返回S表达式的函数。这里的S表达式是由一堆文字类型（数字，字符串，布尔值），符号和列表嵌套结构组成的类型。 （所使用的实际类型不止于此，但这足以证明这一点。）问题在于，这是一个非常简单的世界：你进入了一个非常具体的东西 - 你可以实际打印输入/输出值，这就是你所拥有的一切。请注意，此系统使用符号来表示标识符 - 在这种意义上，符号是非常具体的：x是一段只有该名称的代码，{{1 }}
然而，这种简单性是有代价的：您不能将它用于卫生宏，因为您无法区分两个名为x的不同标识符。通常基于CL的x确实有一些额外的位来补偿其中的一部分。一个这样的位是defmacro - 一个创造＆＃34;新鲜＆＃34;的工具。未经处理的符号因此保证与任何其他符号不同，包括具有相同名称的符号。另一个这样的位是gensym变换器的&environment参数，它包含了使用宏的位置的词法环境的一些表示。
defmacro世界变得复杂，因为它不再处理普通的可打印值，并且因为你需要了解环境的某些表现形式 - 更清楚的是，宏实际上是一段代码，它是一个编译器钩子（因为这个环境本质上是编译器通常处理的一些数据类型，而且是一个比S表达式更复杂的数据类型）。但事实证明，他们并不足以实现卫生。使用defmacro，您可以轻松获得一个简单的卫生方面（避免用户代码的宏观捕获），但另一方面（避免用户代码捕获宏代码）仍然保持开放状态。有些人认为可以避免的那种捕获就足够了 - 但当你处理模块化系统时，宏观环境通常具有与其中使用的不同的绑定。实施，另一方变得更加重要。
切换到语法案例宏系统（并愉快地跳过gensym，这很简单地使用syntax-rules实现。在这个系统中，我们的想法是，如果简单的符号S表达式表达不足以表示完整的词汇知识（即两个不同的绑定之间的区别，都称为syntax-case），那么我们就会去到＃34;丰富＆＃34;他们并使用一个数据类型。 （请注意，还有其他低级宏系统采用不同的方法来提供额外信息，例如显式重命名和语法闭包。）
这样做的方法是使宏变换器成为使用和返回语法对象的函数，这正是那种表示形式。更确切地说，这些语法对象通常构建在普通符号表示之上，仅包含在具有表示词法范围的附加信息的结构中。在某些系统中（特别是在Racket中），所有内容都包含在语法对象中 - 符号以及其他文字和列表。鉴于此，从语法对象中轻松获取S表达式并不奇怪：您只需提取符号内容，如果它是一个列表，则继续递归执行。在语法案例系统中，这是由x完成的，syntax-e实现语法对象的符号内容的访问器，syntax->datum实现递归下降结果的版本以生成完整的S-表达。作为旁注，这是一个粗略的解释，为什么在Scheme中人们不会谈论绑定被表示为符号，而是作为标识符。
另一方面，问题是如何从给定的符号名称开始并构造这样的语法对象。这样做的方法是使用datum->syntax函数 - 但是不是使api指定如何表示词法范围信息，而是将语法对象作为第一个参数和符号S表达式作为第二个参数，它通过正确包装S-expression与从第一个参数中获取的词法范围信息来创建语法对象。这意味着要破坏卫生，通常用户提供的语法对象（例如，宏的正文形式）开始，并使用其词法信息创建一些新的标识符，如this，相同的范围。
这个快速描述足以让您了解所显示的宏是如何工作的。 @ChrisJester-Young显示的宏只接受语法对象，将其剥离为带有syntax->datum的原始S表达式，将其发送到defmacro转换器并获取S表达式，然后它使用syntax->datum使用用户代码的词汇上下文将结果转换回语法对象。 Racket的defmacro实现有点漂亮：在剥离阶段它保留一个哈希表，将生成的S表达式映射到它们的原始语法对象，并且在重建步骤期间，它会查询此表以获取与最初的代码位相同的上下文。这使得它成为一些更复杂的宏的更强大的实现，但它在Racket中也更有用，因为语法对象中有更多的信息，如源位置，属性等，这种仔细的重建通常会导致输出值（语法对象），用于保存他们进入宏的信息。
有关defmacro程序员对语法案例系统的更多技术性介绍，请参阅我的writing syntax-case macros博文。如果您来自计划方面，它将不会有用，但它仍然有助于澄清整个问题。
为了得到更接近结论，我应该注意到处理不卫生的宏仍然是棘手的。更具体地说，有各种方法来实现这样的绑定，但它们在各种微妙的方式上是不同的，并且通常可以回来咬你在每种情况下留下略微不同的牙齿痕迹。在＆＃34; true＆＃34;像CL这样的defmacro系统，你学会了一套特定的牙齿痕迹，这些牙齿标记相对众所周知，因此有些东西是你不能做的。最值得注意的是，这种语言的模块化组合具有与Racket频繁使用的相同名称的不同绑定。在语法案例系统中，更好的方法是fluid-let-syntax，用于＆＃34;调整＆＃34;词法范围名称的含义 - 最近，它已演变为＆＃34;语法参数＆＃34;。有一个很好的overview of the problems of hygiene-breaking macros，其中包括如何使用卫生syntax-rules尝试解决它的描述，基本语法大小写，CL风格defmacro，最后一个语法参数。这篇文章有点技术性，但是前几页相对容易阅读，如果你理解了这一点，那么你将对整个辩论有一个很好的了解。 （本文还有一个older blog post更好的内容。）
我还应该提到，这远远不是唯一的热门＆＃34;围绕宏的问题。 Scheme计划内部关于哪个低级别宏观系统更好的争论有时会变得非常热门。围绕宏存在其他问题，例如如何使它们在模块系统中工作的问题，其中库可以提供宏以及值和函数，或者是否将宏扩展时间和运行时分成单独的阶段等等。
希望这能够更全面地了解这个问题，以便了解这些权衡并能够自己决定什么最适合你。我也希望这澄清了通常火焰的一些来源：卫生宏当然不是无用的，但由于新类型不仅仅是简单的S表达式，它们周围还有更多的功能 - 而且常常是浅的 - 阅读旁观者得出的结论是“太复杂了”＃34;更糟糕的是，在“计划”世界中，人们对元编程几乎一无所知，并且非常痛苦地意识到增加的成本和预期的好处，计划世界的人们已经花了订单。关于这个问题的更多集体努力。如果围绕S表达的额外包装太复杂而不适合您的口味，那么坚持使用defmacro是一个不错的选择，但是您应该了解学习的成本与您通过倾倒卫生所支付的费用相比（和你通过拥抱它得到的结果）。
不幸的是，对于新手而言，任何风味的宏都是一个非常难的主题（可能排除极其有限的syntax-rules），所以人们往往发现自己处于这样的火焰中，而没有足够的经验知道你的左派从你的权利。最终，没有什么能比两个世界都有更好的经验来澄清权衡。 （这是非常具体的个人经历：如果说PLT Scheme在N年前没有切换到语法案例，我可能永远都不会理会它......一旦他们切换，我花了很长时间来转换我的代码 - 只有在那时我才意识到拥有一个强大的系统是多么伟大，在这个系统中，任何名称都不会被错误地混淆（这会导致奇怪的错误，并且会混淆%%__names__）。 ）
（尽管如此，评论火焰很可能会发生......）
答案 1 :(得分：7)
这是Guile对define-macro的实现。请注意，它完全使用syntax-case实现：
(define-syntax define-macro
(lambda (x)
"Define a defmacro."
(syntax-case x ()
((_ (macro . args) doc body1 body ...)
(string? (syntax->datum #'doc))
#'(define-macro macro doc (lambda args body1 body ...)))
((_ (macro . args) body ...)
#'(define-macro macro #f (lambda args body ...)))
((_ macro transformer)
#'(define-macro macro #f transformer))
((_ macro doc transformer)
(or (string? (syntax->datum #'doc))
(not (syntax->datum #'doc)))
#'(define-syntax macro
(lambda (y)
doc
#((macro-type . defmacro)
(defmacro-args args))
(syntax-case y ()
((_ . args)
(let ((v (syntax->datum #'args)))
(datum->syntax y (apply transformer v)))))))))))
Guile对Common Lisp风格的文档字符串有特殊支持，因此如果您的Scheme实现不使用文档字符串，那么您的define-macro实现可能更简单：
(define-syntax define-macro
(lambda (x)
(syntax-case x ()
((_ (macro . args) body ...)
#'(define-macro macro (lambda args body ...)))
((_ macro transformer)
#'(define-syntax macro
(lambda (y)
(syntax-case y ()
((_ . args)
(let ((v (syntax->datum #'args)))
(datum->syntax y (apply transformer v)))))))))))
答案 2 :(得分：3)
以下是我Standard Prelude中define-macro的实施情况，以及Paul Graham的书中的示例：
(define-syntax (define-macro x)
(syntax-case x ()
((_ (name . args) . body)
(syntax (define-macro name (lambda args . body))))
((_ name transformer)
(syntax
(define-syntax (name y)
(syntax-case y ()
((_ . args)
(datum->syntax-object
(syntax _)
(apply transformer
(syntax-object->datum (syntax args)))))))))))
(define-macro (when test . body) `(cond (,test . ,body)))
(define-macro (aif test-form then-else-forms)
`(let ((it ,test-form))
(if it ,then-else-forms)))
(define-macro (awhen pred? . body)
`(aif ,pred? (begin ,@body)))