递归宏是不可能的

Question

我需要编写一个带有符号和列表的Common Lisp宏。该列表由两个元素的列表组成：符号和字符串，如下所示：

((X "foo") (Y "bar") (Z "qwerty"))

宏以递归方式工作，它搜索列表中的符号，如果找到symbol则返回T，否则返回NIL。我写这段代码：

(defmacro already-exist (symbol my-list)
  (cond ((null (eval my-list)) NIL)
        ((eql (caar (eval my-list)) symbol)
     T)
    (T `(already-exist symbol ,(cdr (eval my-list))))))

但问题在于递归部分。实际上，如果我尝试使用没有symbol的列表作为第一个元素的一部分运行宏，我会收到错误。例如：

(defparameter listt '((X "foo") (Y "bar") (Z "qwerty")))

(already-exist Y listt)

我获得的错误是“非法函数调用”。我认为这是因为宏试图将Y评估为函数调用。我怎么能解决这个问题？通常，在Common Lisp中编写递归宏的最佳方法是什么？

Answer 1

我需要编写一个Common Lisp宏[...]宏以递归方式工作。

你并不真正需要一个宏，实际上如果你的值只在运行时知道，宏就无法解决问题。如果你希望它们不被评估，你需要引用符号。

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从宏调用eval是一个很大的代码味道。你的宏正在处理代码，@import url('//netdna.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.0.0/css/bootstrap-theme.min.css'); body { margin: 10px; } #test { margin-top: 87px; height: 2000px; }符号此处没有任何意义，除了它是一个符号。在(eval my-list)绑定到有意义值的环境中，宏很可能 not 将被扩展（此外，list在null词法环境中工作）。

可以使用递归扩展，但宏本身不是递归的：

list

Macroexpansion以固定点方式应用：从代码X0开始，将X1计算为X0的宏展开，并继续直到没有宏扩展为止。您的宏不会调用自身，宏扩展工具会在每次传递后经常调用它（这也是为什么在宏扩展期间无法建立动态绑定的原因，除非您手动调用eval。）

您可以将宏宏扩展为也可以调用宏的代码。但是你必须要小心，它不是无条件的，否则你将会有一个无限的宏观扩张。

如果* (defmacro foo (x) (foo x)) ; in: DEFMACRO FOO ; (FOO X) ; ; caught STYLE-WARNING: ; undefined function: FOO ; ; compilation unit finished ; Undefined function: ; FOO ; caught 1 STYLE-WARNING condition STYLE-WARNING: FOO is being redefined as a macro when it was previously assumed to be a function. * (foo 3) debugger invoked on a UNDEFINED-FUNCTION in thread #<THREAD "main thread" RUNNING {100399C503}>: The function COMMON-LISP-USER::FOO is undefined.将是仅在运行时知道的值，则需要编写常规函数。基本上，你想做：

macroexpand

请参阅MEMBER，MACROEXPAND。

Answer 2

实际错误是什么？

实际错误是：

CL-USER 3 > (already-exist Y listt)

Error: Illegal car (Y "bar") in compound form ((Y "bar") (Z "qwerty")).

所以你试图执行这个表达式，这是一个无效的Lisp代码：

((Y "bar") (Z "qwerty"))。

错误1：

您的代码会获得您评估的my-list符号。下次获取列表时，您不应该对其进行评估。

错误2：

您使用symbol创建了一个表单，而不是symbol的值。

尝试修复导致丑陋的解决方案

尝试仅在符号为值

my-list

通过在其前面添加逗号来传递symbol的值

示例：

CL-USER 2 > (defmacro already-exist (symbol my-list)                            
              (when (symbolp my-list)                                           
                (setf my-list (eval my-list)))                                  
              (cond ((null my-list)                                             
                     NIL)                                                       
                    ((eql (caar my-list) symbol)                                
                     T)                                                         
                    (T `(already-exist ,symbol ,(cdr my-list)))))
ALREADY-EXIST

CL-USER 3 > (defparameter listt '((X "foo") (Y "bar") (Z "qwerty")))
LISTT

CL-USER 4 > (already-exist Y listt)
T

CL-USER 5 > (already-exist A listt)
NIL

但它没有多大意义并且会产生新的问题。

编写调用eval的递归宏调用的风格很差。 eval无法获得词法绑定的值，因为评估不会在词法环境中进行。

使用功能

CL-USER 10 > (member 'y listt :key #'car)
((Y "bar") (Z "qwerty"))

这意味着 true 。

Answer 3

递归宏是不可能的

想象一下，你试过了：

(defmacro expand (&rest elements)
  (if (not (null (cdr elements)))
      `(+ ,(car elements) ,(expand (cdr elements)))
      (car elements)))

现在编译宏函数时，它会展开所有宏，以便在其中调用(expand (cdr elements)) ..

(defmacro expand (&rest elements)
  (if (not (null (cdr elements)))
      `(+ ,(car elements) (+ (cdr elements) (+ (cdr elements) (+ (cdr elements) (+ (cdr elements) ...))))
      (car elements)))

你看到了吗？现在假设您只是扩展第一部分而不是递归，而是使用expand代替更简单的表达式：

(defmacro expand (&rest elements)
  (if (not (null (cdr elements)))
      `(+ ,(car elements) (expand ,@(cdr elements)))
      (car elements)))

这完全不同，因为宏从不直接使用宏。但是，(expand 1 2 3)会扩展为(+ 1 (expand 2 3))，并且lisp会继续扩展宏，直到没有任何内容为止，只留下(+ 1 (+ 2 3)) 没有递归

递归函数在宏中是可以的：

(defmacro expand (&rest elements)
  (labels ((recfun (elements)
             (if (not (null (cdr elements)))
                 `(+ ,(car elements) ,(recfun (cdr elements)))
                 (car elements))))
    (recfun elements)))

它也不需要是本地定义的函数。通常我将大部分功能作为一个函数实现，并制作一个宏来延迟评估一些参数，让宏只调用函数：

(defun make-env-fun (names)
  (mapcar (lambda (name) (cons name (symbol-function name))) names))

(defmacro make-env (&rest variables)
  `(make-env-fun ',variables))

(make-env cons car cdr)
; ==> ((cons . #<system-function cons>) 
;      (car . #<system-function car>)
;      (cdr . #<system-function cdr>))

所以宏存在，因为我不想做(make-env 'cons 'car 'cdr)或(make-env '(cons car cdr))。该宏仅修复了该问题，而不是该函数仍在进行的实际工作。

因此，为了解决您的问题，您需要一个允许(already-exist symbol ((symbol "bla")))代替(already-exist-fun 'symbol '((symbol "bla")))的宏。你看到了吗？

如何在Common Lisp宏中管理递归

3 个答案:

递归宏是不可能的

递归函数在宏中是可以的：