Macros 公共Lisp宏宏宏扩展时间参数类型

在下面的函数中，我用mac-1替换宏，它只返回它工作的参数值，但是mac-2抛出一个类型错误。有人能解释一下发生了什么并导致了这个错误吗？为什么从fun-2传递给mac-2的x是一个文字符号

x

，而不是一个整数

(defmacro mac-1 (x) x)
(defun fun-1 (x) (mac-1 x))
(fun-1 3)               ; => 3

(defmacro mac-2 (x) (+ x 3))
(defun fun-2 (x) (mac-2 x))
(fun-2 3)

执行带错误编译的表单。 表格： （MAC-2 X） 编译时错误： 在（MAC-2 X）的宏扩展期间。使用中断信号进行拦截

价值 X 他不是那种人 数 绑定SB-KERNEL:：X时

（defmacro mac-1（x）x）

工作，因为当定义

fun-1

时，它将

x

扩展到

x

。基本上这是一个角落。它适用于任何表达式，因为它在编译时不进行计算

（defmacro mac-2（x）（+x3））

仅在语法

x

为文本时工作。例如，

（mac-23）

被转换为

6

，但在你的函数中你给它

x

。请记住宏转换语法，以便执行

（+'x 3）

（绑定

x

具有

fun-2

中给定的值，即符号

x

）。发生此扩展时，变量

x

甚至不存在，因此它甚至没有值

如果您希望表达式的结果变成一个数字，则可以使

mac-2

在

x

存在时进行计算。例如

(defmacro mac-2 (x)
  `(+ ,x 3))

创建

fun2

时，它将展开宏，不会立即尝试进行计算，但函数将存储为：

(defun fun-2 (x) (+ x 3))

然后，当您调用

fun-2

x

时，将存在

（+x3）

。在创建函数时执行

（+x 3）

，因为此时宏获取

x

，而

x

尚不存在

重命名该对象：

(defmacro mac-2 (source-code-expression)
  (declare (type (or number list symbol string)  ; actually T,
                                                 ; since all types are allowed
                 source-code-expression))
  (+ source-code-expression 3))  ; here we have a type problem

这只适用于数字。但是：例如，一个符号不能加3

记住：宏接受任意表达式并创建新表达式。在宏扩展时，应该看到源代码，而不是值

---

表示从

fun-2

传递到

mac-2

的

x

这里是源代码（数据）吗？一旦计算了

fun-2

，宏就会用该数据展开（符号

x

），并将展开放入

fun-2

？一步一步地，我开始明白我还不懂宏

几乎：也可以在计算函数之前展开宏。例如，在编译函数时，宏将展开-->显然，如果宏需要运行时值，这是不可能的

宏取代了更多的动态机制，正是因为它们能够编译高效的代码，而在运行时不需要宏扩展

函数将

x

传递给宏的心智模型实际上没有多大帮助

第一个基本思想是：宏将把宏形式转换成一些新的表达式——在编译期间在编译实现中，在计算期间在解释版本中

• mac-2

  是宏的名称

• （mac-2 x）

  是一种宏形式，因为它是一种复合形式，

  mac-2

  是宏的名称

通常，所有要计算的表达式都称为形式：函数形式、宏形式、特殊形式、lambda形式、符号和自评估对象

---

您能解释一下宏中的类型声明是用来做什么的吗

只是为了弄清楚作为参数类型，您可以期望什么。 不要在代码中使用它，而是使用

检查类型

（见下文）

通常在可移植代码中，当宏希望某个参数具有某种类型或形状时，可能需要添加

check type

调用来明确这一点。假设我们要编写一个宏来定义一个行星，我们需要一个名称，它应该是一个符号或字符串：

(defmacro defplanet (name coordinates)
  (check-type name (or string symbol)
              "The name of the planet must be a symbol or a string.")
  `(intern-planet ,name (check-coordinates ,coordinates)))       

---

上面将在宏展开时检查“name”值的类型。

了解Lisp中宏的关键是它们指定源代码到源代码的转换：宏获取一位Lisp源代码并返回另一位Lisp源代码，其中表示源代码（在公共Lisp和其他相关Lisp中）作为s表达式。这种扩展发生在代码被评估之前——从概念上讲，它发生在为评估准备代码的过程中，通常是在编译代码的过程中

特别是，像

(defmacro foo (x)
  ...)

定义一个非常普通的Lisp函数，其参数是源代码块（一个表单），并且需要返回另一个源代码块

使用

defmacro

定义宏时，函数得到的形式通常对您不可见，因为

defmacro

会根据您提供的参数列表将其分开，并仅显示您关心的部分。但是在宏参数列表中有一个特殊的选项，

&whole

，它可以让您看到整个表单

因此，我们可以定义宏的一个版本，该版本显示如何调用宏，以及源代码块是什么：

(defmacro mac-1 (&whole form x)
  (format *debug-io* "~&mac-1 called with ~S~%" form)
  x)

这与您的

mac-1

相同，但它将在宏扩展时打印调用它的表单

现在我们可以定义一个函数，它使用：

(defun fun-1 (x)
  (mac-1 x))

当调用与mac-1对应的函数时，调用次数取决于实现。在仅编译器实现中，当对该表单求值时，它可能至少被调用一次。在带有解释器的实现中，它可能稍后被调用。在我使用的实现（LispWorks）中，调用它的简单方法是显式编译

(defun fun-1 (x)
  (mac-1 x))

 > (defun fun-1 (x) (mac-1 x))
fun-1

> (compile 'fun-1)
mac-1 called with (mac-1 x)
fun-1
nil
nil

(defmacro mac-2 (&whole form x)
  ;; broken
  (format *debug-io* "~&mac-2 called with ~S~%" form)
  (+ x 3))

> (defun fun-2 (x) (mac-2 x))
fun-2

> (compile *)
mac-2 called with (mac-2 x)

Error: In + of (x 3) arguments should be of type number.
  1 (continue) Return a value to use.
  2 Supply a new first argument.
  3 (abort) Return to top loop level 0.

(defmacro mac-2 (&whole form x)
  (format *debug-io* "~&mac-2 called with ~S~%" form)
  (let ((result (list '+ x 3)))         ;aka `(+ ,x 3)
    (format *debug-io* "~&mac-2 -> ~S~%" result)
    result))

> (defun fun-3 (x) (mac-2 (sin x)))
fun-3

> (compile *)
mac-2 called with (mac-2 (sin x))
mac-2 -> (+ (sin x) 3)
fun-3
nil
nil

(defun fun-4 (x)
  (mac-2 (mac-2 (sin x))))