使用 Racket 宏动态定义符号和宏

Question

我正在用 Racket 创建 DSL(领域特定语言)。在此 DSL 中，访问任何值都会导致它发生变异。换句话说，没有什么是纯粹的。我试图了解如何使用单个 Racket 宏来定义几个新符号和宏，以尝试减少重复代码。这个宏的一部分要求我引用一个私有(private)/隐藏值。例如。当我引用 a 时，它实际上是一个宏，它调用 getter get-val 获取私有(private)值 a_ (类似于符号宏普通的口齿不清)。我尝试按照文档生成带有宏的宏 here但它似乎并没有真正涵盖如何定义一个名为 a_ 的符号给定一个名为 a 的符号，因为它有点切线。深入了解 SO 也没有给我带来太多帮助，尽管我不确定我正在寻找的功能叫什么。

每个变量都使用相同的 getter 宏来改变过程中的值。这很好用。

(define-syntax-rule (get-val x)
  (begin (set! x (not x)) x))

在原始代码中，我需要像这样为每个符号手动定义一个 getter 宏。这也可以正常工作，但会导致大量重复代码。

(define a_ #f)
(define-syntax (a stx) #'(get-val a_))

(define b_ #f)
(define-syntax (b stx) #'(get-val b_))

我宁愿一次定义一个看起来像这样的主宏。 (不工作)。我相信 string->symbol 可能是问题所在。

(define-syntax-rule (def name val)
  (begin
    ; Create new varname with name followed by underscore
    ; This should probably be a `let` ?
    (define name_ (string-append name "_"))
    ; Assign the value to that (private) symbol.
    (define (string->symbol name_) val)
    ; Create public getter macro
    (define-syntax (name stx) #'(get-val (string->symbol name_)))))

然后我可以像这样简单地创建很多值

(def 'a #f)
(def 'b #f)
; or ideally this (not quoted)
(def a #f)
(def b #f)

一旦它开始工作，我还将创建一个 peek 宏，它允许我检查值而无需为了调试目的而改变，尽管我可能会在知道如何创建第一个后自行解决这个问题宏。

Answer 1

Racket 称它们为 "identifier macros" .实际上，Racket 宏扩展器调用宏的转换器，无论它是“在运算符(operator)位置”还是“像变量”一样使用；不同之处在于转换器(通常使用 syntax-rules、syntax-case 或 syntax-parse 实现)接受的使用模式。

您是否需要像 a_ 这样的私有(private)变量可以访问？如果没有，您可以只使用一个常量名称，例如 tmp 和 hygiene将区分 (def a #f) 定义的 tmp 和 (def b #f) 定义的 tmp >。然后你可以使用make-variable-like-transformer将已定义名称的类似变量的使用转换为获取和更新值的表达式，如下所示:

(require (for-syntax racket/base syntax/transformer))
(define-syntax-rule (def name val)
  (begin
   (define tmp val)
   (define-syntax name
     (make-variable-like-transformer
       #'(begin0 tmp (set! tmp (not tmp)))))))

(此版本使用begin0 在更新之前获取值，当然您可以将其改回。)

如果您希望a_ 变量可访问，那么您可以使用format-id 来创建名称，但您不能再使用define -syntax-rule 来做到这一点。

(require (for-syntax racket/base racket/syntax syntax/transformer))
(define-syntax (def stx)
  (syntax-case stx ()
    [(def name val)
     (with-syntax ([name_ (format-id #'name "~a_" #'name)])
       #'(begin
           (define name_ val)
           (define-syntax name
             (make-variable-like-transformer
              #'(begin0 name_ (set! name_ (not name_)))))))]))