macros - 带有运算符参数的定义-修改-宏

Question

在 Section 12.4 of On Lisp ，Paul Graham 写道，“不幸的是，我们无法使用 define-modify-macro 定义正确的 _f，因为要应用于广义变量的运算符作为参数给出。”

但是这样的事情有什么问题吗？

(define-modify-macro _f (op operand)
  (lambda (x op operand)
    (funcall op x operand)))

(let ((lst '(1 2 3)))
  (_f (second lst) #'* 6)
  lst)

=> (1 12 3)

是否可能对 ANSI Common Lisp 中的定义修改宏进行了更改，而该更改在编写 On Lisp 时无效？或者除了此处所述不使用 define-modify-macro 之外还有其他原因吗？

格雷厄姆似乎希望我们能够调用诸如

(_f * (second lst) 6)

而不是

(_f #'* (second lst) 6)

但这肯定不符合 Lisp2(例如 Common Lisp)吗？

Answer 1

根据 Lispworks's Hyperspec和 CLtL2 (查找define-modify-macro)，该函数被假定为一个符号(对于函数或宏)。据我所知，以下定义可能不符合规范:

(define-modify-macro _f (op operand)
  (lambda (x op operand)
    (funcall op x operand)))

但是当然，实现也可能允许这样做。为了确保符合标准，您可以定义自己的函数，甚至是宏:

(defmacro funcall-1 (val fun &rest args)
  `(funcall ,fun ,val ,@args))

(define-modify-macro _ff (&rest args)  funcall-1)

(let ((x (list 1 2 3 4)))
  (_ff (third x) #'+ 10)
  x)

如果您想将该函数作为第二个参数，您可以定义另一个宏:

(defmacro ff (fun-form place &rest args)
  `(_ff ,place ,fun-form ,@args))

基本上，您的方法包括将 funcall 包装在 define-modify-macro 中，并将所需的函数作为该函数的参数。乍一看，它看起来像是一个 hack，但正如我们在下面看到的，这给出了与 On Lisp 中的代码相同的宏扩展代码，假设我们对后者进行了一些修改。

上面的宏展开式为:

(LET ((X (LIST 1 2 3 4)))
  (LET* ((#:G1164 X) (#:G1165 (FUNCALL #'+ (THIRD #:G1164) 10)))
    (SB-KERNEL:%RPLACA (CDDR #:G1164) #:G1165))
  X)

On Lisp 中的版本行为如下:

(defmacro _f (op place &rest args)
   (multiple-value-bind (vars forms var set access)
       (get-setf-expansion
        place)
        `(let* (,@(mapcar #'list vars forms)
               (, (car var) (,op ,access ,@args)))
           ,set)))


(let ((x (list 1 2 3 4)))
  (_f * (third x) 10)
  x)

宏观展开:

(LET ((X (LIST 1 2 3 4)))
  (LET* ((#:G1174 X) (#:G1175 (* (THIRD #:G1174) 10)))
    (SB-KERNEL:%RPLACA (CDDR #:G1174) #:G1175))
  X)

这里，*是由宏扩展直接注入(inject)的，这意味着生成的代码没有可能的运行时开销(尽管编译器可能会处理您的(funcall #'+ ... )同样好)。如果将 #'+ 传递给宏，则宏扩展将失败。这是与您的方法的主要区别，但不是很大的限制。为了让On Lisp版本接受#'*，甚至(create-closure)作为操作符，应该修改它如下:

 (defmacro _f (op place &rest args)
    (multiple-value-bind (vars forms var set access)
        (get-setf-expansion
         place)
         `(let* (,@(mapcar #'list vars forms)
                (, (car var) (funcall ,op ,access ,@args)))
            ,set)))

(请参阅对 funcall 的调用)

然后将前面的示例扩展如下，对于 #'*:

(LET ((X (LIST 1 2 3 4)))
  (LET* ((#:G1180 X) (#:G1181 (FUNCALL #'* (THIRD #:G1180) 10)))
    (SB-KERNEL:%RPLACA (CDDR #:G1180) #:G1181))
  X)

现在，它与您的版本完全相同。 On Lisp 使用 _f 来演示如何使用 get-setf-expansion，而 _f 就是一个很好的例子那。但另一方面，您的实现似乎同样好。