Compiler construction 用read宏编译Lisp代码

当我将一个lisp代码文件编译成字节码或原始程序集（或fasl文件）时，我在理解read宏时遇到了一些困难。或者我确实理解，但不知道。我真的很困惑

当您使用read宏时，您不需要有可用的源代码吗

如果您这样做，那么您必须执行构成读取宏功能的源代码。如果你不这样做，那么当你可以做像读字符这样的事情时，它们又如何工作呢

要做到这一点，如果你想让read宏使用一个重新定义的变量，你必须在它之前执行所有的代码，所以这就变成了运行时，这会把一切都搞糟

如果不在代码之前运行代码，那么上面定义的内容将不可用

那么定义读取宏的函数或编译器宏呢？我假设它们根本不起作用，除非你

需要
或
加载
一个文件或一些未编译的东西。但是如果它们被编译，那么它们就不能使用它们了

如果我的一些猜测是正确的，那么这意味着“哪些数据将可用于宏”和“哪些宏将可用于函数”之间存在很大的差异，这取决于您是编译整个文件以稍后运行，还是一次解释一行文件（即，逐个读取、编译和计算一个表达式）

简言之，似乎要将一行编译成一种形式，在这种形式下，无需进一步的宏处理或其他什么，就可以执行它，您必须读取、编译和运行前面的行

请再次记住，这些问题适用于编译lisp，而不是在输入每一行代码时对其进行解释

很抱歉，我不太熟悉lisp，我想知道它是如何工作的。
宏（包括读取宏）只不过是函数，它们的处理方式与所有其他函数一样。编译函数或宏后，不需要保留源代码

许多Lisp实现根本不会进行任何解释。例如，默认情况下，SBCL只会编译，即使对于
eval
，也不会切换到解释模式。一个重要的细微差别是，常见的Lisp编译是增量的（与许多Scheme实现和语言（如C和Java）中常见的单独编译相反），它允许您在同一个“编译单元”中编译函数或宏并直接使用.
这实际上是一个有趣的问题，也是很多刚开始使用Lisp的程序员都在努力解决的问题。其中一个主要原因是，一切都“按预期”工作，只有当您开始使用Lisp的更高级功能时，您才真正开始考虑这些问题

你的问题的简短答案是，是的，为了使代码被正确编译，一些以前的代码必须被执行。注意一些单词，这是关键。让我们做一个小例子。考虑一个文件，内容如下：
(print 'a)

(defmacro bar (x) `(print ,x))

(bar 'b)

如您所知，如果在此文件上运行
COMPILE-FILE
，生成的
.fasl
文件将只包含以下代码的编译版本：

(print 'a)
(print 'b)

“但是”，您可能会问，“为什么编译过程中执行了
DEFMACRO
表单，而
PRINT
表单没有执行？”。答案在Hyperspec部分进行了解释。它包含以下句子：

通常，顶级表单出现在用编译的文件中
仅当生成的编译文件为
已加载，而不是在编译文件时加载。但是，通常
文件中的某些表单需要在编译时进行计算的情况
时间，以便正确读取和编译文件的其余部分

有一个表单可以用来精确控制表单的求值时间。为此，您可以使用
EVAL-when
。事实上，这正是Lisp编译器实现
DEFMACRO
本身的方式。您可以通过在REPL中键入以下内容来查看Lisp是如何实现它的：

(macroexpand '(defmacro bar (x) `(print ,x)))

显然，不同的Lisp实现将以不同的方式实现这一点，但关键的是，它将定义包装为一种形式：
（eval when（：compile-toplevel:load-toplevel:execute）…）
。这告诉编译器在编译文件时以及加载文件时都应该对表单求值。如果不这样做，您将无法在定义的同一文件中使用宏。如果仅在编译文件时才对表单求值，您将无法在其他文件中使用宏er加载它。
文件的编译在Common Lisp中定义：

编译时：要使用使用read宏的窗体，必须使编译器可以使用该read宏实现

通常使用
defsystem
工具处理此类依赖关系，其中描述了系统的各种文件（类似于项目）之间的依赖关系。为了编译某个文件，必须将另一个文件（最好是编译版本）加载到编译Lisp中

现在，如果要定义读取宏并在同一个文件中使用其表示法，则需要再次确保编译器了解读取宏及其实现。文件编译器具有编译环境。默认情况下，它不会将同一文件的编译函数加载到此环境中

为了让编译器知道文件中的某些代码，它编译公共Lisp提供了
EVAL-WHEN

让我们看一个read宏示例：

(set-syntax-from-char #\] #\)) 

(defun reader-example (stream char)
  (declare (ignore char))
  (let ((class (read stream t nil t))
        (args (read-delimited-list #\] stream t)))
    (apply #'make-instance
           class
           args)))

(set-macro-character #\[ 'reader-example)

(defclass example ()
  ((name :initarg :name)))

(defvar *examples*
  (list [example :name e1]
        [example :name e2]
        [example :name e3]))

如果加载上述源代码，一切正常。但是如果我们使用文件编译器，它在未加载之前不会编译。例如，文件编译器是通过调用函数调用的
(set-syntax-from-char #\] #\)) 

(defun reader-example (stream char)
  (declare (ignore char))
  (let ((class (read stream t nil t))
        (args (read-delimited-list #\] stream t)))
    (apply #'make-instance
           class
           args)))

(set-macro-character #\[ 'reader-example)

(defclass example ()
  ((name :initarg :name)))

(defvar *examples*
  (list [example :name e1]
        [example :name e2]
        [example :name e3]))

(EVAL-WHEN (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
  (do-something-also-at-compile-time))