macros - 如何在 Racket 中使用宏重命名过程？

Question

假设我想在编译时替换所有出现的过程，例如所有出现的 cons与 😄 。我尝试了两种看起来很自然的选择:

1.

(define-syntax 😄
  (syntax-rules ()
    [(_ x y) (cons x y)]))

如果我执行类似 (😄 2 3) 的操作，这就会起作用，但我不能使用😄如果它不在应用程序位置，那么如果我这样做 (map 😄 '(1 2) '(3 4)) ，我会收到“错误语法”错误.

然后我想只替换标识符本身:

2.

(define-syntax 😄
  (λ (_) #'cons))

现在😄其本身给了我 #<procedure:cons>和(map 😄 '(1 2) '(3 4))给出了正确答案，但带有 (😄 2 3)语法转换器获取所有参数并将整个表达式替换为 cons ，这不是我想要的。

<小时/>

如何实现我想要的目标？有某种变压器可以做到这一点吗？

更新:当我输入最后一句话时，我调用了“橡皮鸭效应”并发现 make-rename-transformer这就是我想要的东西。然而，文档说“这样的变压器可以手动编写”，而且我的两次尝试似乎都未能做到这一点。 如何手动制作这样的变压器？(忽略文档中 make-syntax-transformer 的要点)

另外，我知道我可以使用 (define 😄 cons)但这是运行时的一个额外的函数调用。

Answer 1

绝对最简单(也可能是最好)的方法是使用 rename-in 以不同名称导入标识符:

(require (rename-in racket/base [cons 😄]))

这也是最直接的方法，因为它根本不会创建语法转换器——它将创建一个与 cons 相同的新绑定(bind)。在各个方面，包括 free-identifier=? 。从编译器的角度来看，这使得 cons和😄难以区分。

<小时/>

但是，这有点神奇。另一种方法是手动创建 rename transformer使用 make-rename-transformer :

(define-syntax 😄 (make-rename-transformer #'cons))

如果您无法使用rename-in ，使用重命名转换器是下一个最好的事情，因为 free-identifier=? 函数专门识别重命名变压器，因此 (free-identifier=? #'cons #'😄)仍将是#t 。这对于关心语法绑定(bind)的宏很有用，因为 😄将在所有相同的地方被接受 cons会的。

<小时/>

尽管如此，这还是使用了某种原语。如果你真的想要，你如何实现make-rename-transformer你自己？嗯，这里的关键是宏应用在Racket中可以以两种形式出现。如果你有宏foo ，那么它可以通过以下任一方式使用:

foo
(foo ...)

第一种情况是“id 宏”，即宏用作裸标识符，第二种情况是更常见的情况。但是，如果您想编写一个像表达式一样工作的宏，则需要担心这两种情况。您不能使用 syntax-rules 执行此操作，它不允许 id 宏，但您可以使用 syntax-id-rules 来做到这一点:

(define-syntax 😄
  (syntax-id-rules ()
    [(_ . args) (cons . args)]
    [_          cons]))

此模式将生成 😄在这两种情况下都按预期扩展。然而，与上述两种方法不同的是，它不会与 free-identifier=? 合作。 ，自 😄从宏扩展器的角度来看，现在是一个绑定(bind)到普通宏的全新绑定(bind)。

<小时/>

从这个角度来看，是make-rename-transformer神奇？不是真的，但它很特别，因为 free-identifier=?将其作为特殊情况处理。如果您愿意，您可以实现自己的 make-rename-transformer功能和你自己的free-identifier=?函数来获得类似的行为:

(begin-for-syntax
  (struct my-rename-transformer (id-stx)
    #:property prop:procedure
    (λ (self stx)
      (with-syntax ([id (my-rename-transformer-id-stx self)])
        ((set!-transformer-procedure
          (syntax-id-rules ()
            [(_ . args) (id . args)]
            [_          id]))
         stx))))

  (define (my-rename-target id-stx)
    (let ([val (syntax-local-value id-stx (λ () #f))])
      (if (my-rename-transformer? val)
          (my-rename-target (my-rename-transformer-id-stx val))
          id-stx)))

  (define (my-free-identifier=? id-a id-b)
    (free-identifier=? (my-rename-target id-a)
                       (my-rename-target id-b))))

这将允许您执行以下操作:

(define-syntax 😄 (my-rename-transformer #'cons))

...和(my-free-identifier=? #'😄 #'cons)将是#t 。然而，不建议您实际上这样做，原因很明显:它不仅没有必要，而且不会真正起作用，因为其他宏不会使用 my-free-identifier=? ，就普通的free-identifier=? 。因此，强烈建议您仅使用 make-rename-transformer相反。