我想知道是否有任何方法可以用 LISP 中的指针来模仿 C 行为。在C语言中，如果你改变一个变量的值，那个指针所指向的，它具有全局效果（即该值也将在函数之外被改变）。
所以如果我有
(defun mutate ( a )
(some-magic-function a 5)
)
a 会在调用 mutate 后变为 5，无论之前是什么。
我知道带有列表的元素是可能的（大部分是副作用） 在 common-lisp 中，如何在不更改原始列表的情况下从函数中修改列表参数的一部分？ 但我想知道如何为整个列表做这件事。
sds 的答案解决了问题的要点，但看起来您正在模拟的 C 代码中发生的事情确实有点混乱：
我想知道是否有任何方法可以用 LISP 中的指针来模仿 C 行为。在C语言中，如果你改变一个变量的值，那个指针所指向的，它具有全局效果（即该值也将在函数之外被改变）。
考虑以下内容，我认为它与您提供的 Lisp 代码最相似：
#include<stdio.h>
int a = 3;
int mutate( int a ) {
return a = 5;
}
int main() {
mutate( a ); /* or mutate( 8 ) or anything other argument */
printf( "%d\n", a ); /* prints 3 */
return 0;
}
代码打印三个，因为ainmutate是一个仅存在于 中的变量mutate。仅仅因为它与全局共享名称a并不意味着改变一个会改变另一个。这段代码中唯一可以更改mutate's 变量值的地方a是mutate. 您没有“更改 [a] 指针指向的变量的 [the] 值”的选项。您可以做的是将指针传递给变量的值，通过该指针修改值，然后在值中观察结果。这将对应于这个 C 代码：
#include<stdio.h>
int a = 3;
int mutate( int *a ) {
return (*a = 5);
}
int main() {
mutate( &a );
printf( "%d\n", a ); /* prints 5 */
return 0;
}
你也可以在 Common Lisp 中使用任何你喜欢的间接方式来做这样的事情。例如，如果您创建a一个is的cons单元格，那么您可以传递它并修改它的值：car3conscar
CL-USER> (defparameter *a* (cons 3 nil))
*A*
CL-USER> (defun mutate (cons)
(setf (car cons) 5))
MUTATE
CL-USER> (mutate *a*)
5
CL-USER> (car *a*)
5
但是，您在 Lisp 中没有地址运算符，因此您不能完全模拟 C 代码，如果您想使用这种方法，您总是需要以某种方式“包装”值. 您可以使用 Common Lisp 中的现有结构，例如 cons 单元格、向量或您可以找到的任何其他结构。
虽然它没有 C 风格的指针，但 Common Lisp 定义了一种非常广泛的方式来引用内存位置以进行读写，称为Generalized Reference。
5.1.1 场所概述和概括参考
广义引用是一种形式的使用，有时称为位置，就好像它是一个可以读写的变量一样。地点的价值是地点形式评估的对象。可以使用 setf 更改位置的值。Common Lisp 中没有定义绑定位置的概念，但允许实现通过定义这个概念来扩展语言。
在 Common Lisp 中，您可以使用setf. sds 给出的建议有一个共同点，即您可以通过使用全局变量符号作为 的位置setf或使用 来修改全局变量的值symbol-value。也就是说，在定义之后，例如 (defparameter *a* 3)both*a*和(symbol-value '*a*)are您可以在其中存储新值的位置*a*。因此，我宁愿写一个带有变量名的宏placeand value，这样就很清楚任何地方都可以用作参数：
(defmacro mutate (place value)
`(setf ,place ,value))
因为词法变量也是位置，所以还有一个尚未考虑的选项。您可以使用词法闭包来创建函数，这些函数将为您提供与 C 样式指针相同的功能。
(defmacro make-pointer (place)
`(lambda (op &optional value)
(ecase op
((read) ,place)
((write) (setf ,place value)))))
(let* ((x 3)
(xp (make-pointer x)))
(funcall xp 'write 5) ; write a new value to x
(list (funcall xp 'read) ; read the value from x through xp
x)) ; read the value from x directly
;=> (5 5)
在此代码中，make-pointer返回一个可以使用一个或两个参数调用的函数。第一个参数应该是一个符号，要么是reador write，而第二个参数应该在第一个参数是 时提供write，是要存储在该位置的新值。使用 调用时read，将返回该位置的值。使用 调用时write，将存储并返回一个新值。
不过，这里的多重评估存在一些问题。例如，如果您要执行以下操作，请记住(print 2)返回值2：
(make-pointer (aref some-array (print 2)))
2 每次使用指针读取或写入时，您最终都会打印，这可能是不希望的。我不知道这个问题是否需要解决，但请继续阅读一些可能的方法来避免这种情况。
在对类似问题（How to mutate global variable passing to and mutated inside function?）进行了一些研究之后，值得注意的是 Lisp Machines（运行 Lisp Machine Lisp，而不是 Common Lisp）有一个更像 C 指针的概念，称为locatives，在 Common Lisp 的答案中简要提到 ，引用 value 和 actual value。一旦你知道要搜索的术语，就很容易找到更多关于定位词的信息，包括第 13 章。来自 Lisp 机器手册的定位词和 Common Lisp 的各种重新实现，包括Alan Crowe 的，它以长注释开头，以 (promising ) 简明总结：
;;; The basic idea is to use closures
稍后（源代码读起来很好），你会得到：
;;; It looks as though we are done
;;; now we can translate C code
;;; &x = (addr x), *x = (data x)
但有一个警告
;;; The trouble is, we have a multiple evaluation bug.
Crowe 继续展示如何get-setf-expansion用于创建函数，这些函数可以记住如何访问位置并将值存储到其中，而无需(print 2)每次都进行评估。该代码当然值得一读！
如果要使用函数，则必须传递符号本身：
(defun mutate (symbol value)
(setf (symbol-value symbol) value))
(mutate 'foo 42)
foo
==> 42
请注意，symbol参数 tomutate被引用。
(defmacro mutate (symbol value)
`(setf ,symbol ,value))
(mutate foo 42)
foo
==> 42
symbol不再需要引用该论点。
在 Lisp 中，参数是按值传递的，这意味着函数看到的是其参数的值，而不是存储它的位置。因此，作为(foo (! 5)),调用的函数只能看到数字，并且绝对无法知道该数字是由函数返回（第一种情况），是文字（第二种情况）还是存储在变量中（第三种情况）。(foo 120)(foo x)120
宏接收它们转换的代码（整个形式）并将新代码传递给编译器（或解释器）。因此，宏可以确定如何修改它们的参数（在这种情况下称为位置或广义引用）。
这是一个 Common Lisp 模块，它允许您“获取”在 Lisp 中被视为“位置”的任何存储位置的地址：不仅是变量，还有结构槽或数组等。
您所取地址的存储位置可以被任意复杂的表达式引用，就像在 C 中一样。
例如，(ref (foo-accessor (cdr (aref a 4)))将创建对通过追逐 array 的第五个元素a（一个单元格）获得的存储位置的引用，获取它的cdr，然后应用于foo-accessor从那里检索到的对象。
当您取消引用引用时，它不会每次都遍历整个链，而是直接到达内存位置。
一个简单的用法是：
(defun mutate-to-five (ptr) | void mutate_to_five(int *a)
(setf (deref ptr) 5)) | { *ptr = 5; }
|
(defparameter a 42) | int a = 42;
| /*...*/
(mutate-to-five (ref a)) | mutate_to_five(&a);
请注意，我们在这里得到的比 C 指针安全得多。这些指针永远不会变坏。只要这种类型的引用存在于某个地方，那么持有那个地方的对象就不会消失。例如，我们可以安全地返回对词法变量的引用。这些指针并不便宜：解引用涉及对闭包的函数调用，而不是简单地追逐内存地址。需要访问存储位置的信息存储在闭包的词法变量绑定环境中，并且必须调用该闭包，以便执行执行获取和设置的代码。
类似 Lisp 的语言可以支持更接近真实指针的东西作为扩展。这会使垃圾收集器复杂化。例如，假设您可以有一个指针，它只是一个直接指向某个数组的第 53 个元素的地址（不涉及重量级的词法闭包技巧）。垃圾收集器必须跟踪这些指针，以免回收通过“内部”指针以这种方式引用的数组。在没有这样的扩展的情况下，Lisp 垃圾收集器永远不必担心不会发生的内部指针。堆上的对象总是由指向其正确基地址的指针引用。内部指针意味着垃圾收集器必须解决“哪个对象包含这个地址？”的问题。该解决方案可能涉及搜索动态数据结构，例如树。（这是在 Linux 内核中采用的方法，它需要能够将任意虚拟地址映射到struct vma描述保存该地址的虚拟内存映射的描述符。）
;;;
;;; Lisp references: pointer-like place locators that can be passed around.
;;; Source: http://www.kylheku.com/cgit/lisp-snippets/plain/refs.lisp
;;;
;;; How to use:
;;;
;;; Produce a reference which "lifts" the place designated
;;; by form P:
;;;
;;; (ref p)
;;;
;;; Dereference a reference R to designate the original place:
;;;
;;; (deref r)
;;; (setf (deref r) 42) ;; store new value 42
;;;
;;; Shorthand notation instead of writing a lot of (deref)
;;; Over FORMS, A is a symbol macro which expands to
;;; (DEREF RA), B expands to (DEREF RB):
;;;
;;; (with-refs ((a ra) (b rb) ...)
;;;
;;; ... forms)
;;;
(defstruct ref
(get-func)
(set-func))
(defun deref (ref)
(funcall (ref-get-func ref)))
(defun (setf deref) (val ref)
(funcall (ref-set-func ref) val))
(defmacro ref (place-expression &environment env)
(multiple-value-bind (temp-syms val-forms
store-vars store-form access-form)
(get-setf-expansion place-expression env)
(when (cdr store-vars)
(error "REF: cannot take ref of multiple-value place"))
`(multiple-value-bind (,@temp-syms) (values ,@val-forms)
(make-ref
:get-func (lambda () ,access-form)
:set-func (lambda (,@store-vars) ,store-form)))))
(defmacro with-refs ((&rest ref-specs) &body forms)
`(symbol-macrolet
,(loop for (var ref) in ref-specs
collecting (list var `(deref ,ref)))
,@forms))