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我有一个关于 lisp 中列表评估的问题。

为什么被评估(a)而不(+ a 1)被评估，

(defun test (a) (+ a 1))

就像(print 4)这里没有评估一样

(if (< 1 2) (print 3) (print 4))

但(print (+ 2 3))在这里被评估

(test (print (+ 2 3)))

这与它们是标准库函数有关吗？我可以在我的 lisp 程序中定义这样的函数吗？

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if并且defun是宏。宏将表单扩展为一段较长的代码。在展开时，不会评估宏的任何参数。

当您尝试编写一个函数，但因为需要实现自定义评估策略而苦苦挣扎时，这是一个强烈的信号，表明您应该改为编写宏。

免责声明：取决于您使用的 lisp 类型，if技术上defun可能称为“特殊形式”而不是宏，但延迟评估的概念仍然适用。

于 2012-03-23T16:38:55.723 回答
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您可能知道，Lisp 复合形式通常是从外向内处理的。您必须查看最外层嵌套的第一个位置的符号才能理解形式。那个符号完全决定了形式的意义。以下表达式均包含(b c)完全不同的含义；因此，我们无法通过(b c)首先分析部分来理解它们：

;; Common Lisp: define a class A derived from B and C
(defclass a (b c) ())

;; Common Lisp: define a function of two arguments
(defun a (b c) ())

;; add A to the result of calling function B on variable C:
(+ a (b c))

传统上，Lisp 方言将表单分为操作符表单和函数调用表单。运算符形式具有完全任意的含义，由编译或解释该函数的代码段确定（例如，评估简单地递归所有函数调用的参数形式，并将结果值传递给函数）。

从早期的历史开始，Lisp 就允许用户编写自己的操作符。存在两种方法：解释运算符（历史上称为fexprs）和称为宏的编译运算符。两者都围绕着接收未评估形式作为参数的函数的想法，以便它可以实现自定义策略，从而扩展具有新行为的评估模型。

类型操作符在fexpr运行时被简单地传递给表单，以及一个环境对象，它可以使用它来查找变量的值等。然后该操作员遍历表单并实现该行为。

宏操作符在宏扩展时被传递给表单（这通常发生在读取顶级表单时，就在它们被评估或编译之前）。它的工作不是解释表单的行为，而是通过生成代码来翻译它。即宏是一个迷你编译器。（生成的代码可以包含更多的宏调用；宏扩展器会处理这个问题，确保所有宏调用都被抽取。）

这种fexpr方法失宠了，很可能是因为它效率低下。它基本上使编译变得不可能，而 Lisp 黑客则重视编译。（Lisp 早在 1960 年左右就已经是一种编译语言了。）这种fexpr方法也对词汇环境充满敌意。它要求fexpr是一个函数，能够窥探到其调用的表单的变量绑定环境，这是一种词法范围不允许的封装违规。

宏编写稍微困难一些，并且在某些方面不如 fexprs 灵活，但是从 1960 年代到 70 年代，Lisp 对宏编写的支持得到了改进，使其尽可能容易。宏最初接收整个表单，然后必须自己解析它。宏定义系统发展成为一种为宏函数提供参数的东西，这些参数以易于理解的部分接收分解的语法，包括语法的一些嵌套方面。还开发了用于编写代码模板的反引号语法，使表达代码生成变得更加容易。

所以回答你的问题，我怎么能自己写这样的表格？例如，如果：

;; Imitation of old-fashioned technique: receive the whole form,
;; extract parts from it and return the translation.
;; Common Lisp defmacro supports this via the &whole keyword
;; in macro lambda lists which lets us have access to the whole form.
;;
;; (Because we are using defmacro, we need to declare arguments "an co &optional al",
;; to make this a three argument macro with an optional third argument, but
;; we don't use those arguments. In ancient lisps, they would not appear:
;; a macro would be a one-argument function, and would have to check the number
;; of arguments itself, to flag bad syntax like (my-if 42) or (my-if).)
;;
(defmacro my-if (&whole if-form an co &optional al)
  (let ((antecedent (second if-form))   ;; extract pieces ourselves
        (consequent (third if-form))    ;; from whole (my-if ...) form
        (alternative (fourth if-form)))
    (list 'cond (list antecedent consequent) (list t alternative))))

;; "Modern" version. Use the parsed arguments, and also take advantage of
;; backquote syntax to write the COND with a syntax that looks like the code.
(defmacro my-if (antecedent consequent &optional alternative)
   `(cond (,antecedent ,consequent) (t ,alternative))))

这是一个合适的例子，因为最初 Lisp 只有cond. McCarthy 的 Lisp中没有if。那个“语法糖”是后来发明的，可能是一个扩展为 的宏cond，就像my-if上面一样。

于 2012-03-23T21:21:45.740 回答
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Lisp 由一个表单评估模型组成。不同的 Lisp 方言有不同的规则。

让我们看看Common Lisp。

  • 数据对自身进行评估
  • 通过在评估的参数上调用函数来评估函数形式
  • 根据为每个特殊运算符定义的规则评估特殊形式。Common Lisp 标准列出了所有这些，以非正式的方式定义了它们的功能，并且用户无法定义新的特殊运算符。
  • 宏形式被转换，结果被评估

IF、DEFUN 等如何工作以及它们评估的内容、何时执行以及未评估的内容在 Common Lisp 标准中定义。

于 2012-03-23T17:03:53.343 回答