阅读Paul Graham关于编程语言的文章,你可能会认为Lisp宏是唯一的选择。作为一个忙碌的开发人员,在其他平台上工作,我还没有使用Lisp宏的特权。作为一个想要了解热门话题的人,请解释一下是什么让这个功能如此强大。
请将这一点与我从Python、Java、c#或C开发世界中理解的东西联系起来。
阅读Paul Graham关于编程语言的文章,你可能会认为Lisp宏是唯一的选择。作为一个忙碌的开发人员,在其他平台上工作,我还没有使用Lisp宏的特权。作为一个想要了解热门话题的人,请解释一下是什么让这个功能如此强大。
请将这一点与我从Python、Java、c#或C开发世界中理解的东西联系起来。
当前回答
Lisp宏允许您决定何时(如果有的话)对任何部分或表达式求值。举个简单的例子,想想C语言:
expr1 && expr2 && expr3 ...
它说的是:计算expr1,并且,如果它是正确的,计算expr2,等等。
现在试着把这个&&变成一个函数…没错,你不能。像这样调用:
and(expr1, expr2, expr3)
将在产生答案之前评估所有三个表达式,而不管expr1是否为假!
使用lisp宏,你可以编写如下代码:
(defmacro && (expr1 &rest exprs)
`(if ,expr1 ;` Warning: I have not tested
(&& ,@exprs) ; this and might be wrong!
nil))
现在你有一个&&,你可以像函数一样调用它,它不会计算你传递给它的任何表单,除非它们都为真。
要了解这是如何有用的,请进行对比:
(&& (very-cheap-operation)
(very-expensive-operation)
(operation-with-serious-side-effects))
and:
and(very_cheap_operation(),
very_expensive_operation(),
operation_with_serious_side_effects());
你可以用宏做的其他事情是创建新的关键字和/或迷你语言(例如,查看(loop…)宏),将其他语言集成到lisp中,例如,你可以编写一个宏,让你这样说:
(setvar *rows* (sql select count(*)
from some-table
where column1 = "Yes"
and column2 like "some%string%")
这还没有涉及到Reader宏。
希望这能有所帮助。
其他回答
一行程序回答:
简单的语法=>宏over表达式=>简洁=>抽象=>强大
Lisp宏只是以编程方式编写代码。也就是说,在展开宏之后,您得到的只不过是没有宏的Lisp代码。所以,原则上来说,他们没有什么新成就。
然而,它们与其他编程语言中的宏不同,它们在表达式级别上编写代码,而其他宏在字符串级别上编写代码。这在lisp中是独一无二的,这要感谢他们的括号;或者更准确地说,它们的最小语法多亏了括号。
正如本文中的许多示例所示,以及Paul Graham的On Lisp, Lisp宏可以成为使代码更加简洁的工具。当简洁性达到一定程度时,它为代码提供了新的抽象级别,使其更加简洁。回到第一点,原则上他们没有提供任何新的东西,但这就像说既然纸和铅笔(几乎)组成了图灵机,我们就不需要真正的计算机。
如果你懂点数学,想想为什么函子和自然变换是有用的想法。原则上,它们没有提供任何新东西。然而,通过将它们扩展到较低层次的数学中,你会发现几个简单想法的组合(就范畴理论而言)可能需要10页才能写下来。你喜欢哪一种?
Lisp宏允许您决定何时(如果有的话)对任何部分或表达式求值。举个简单的例子,想想C语言:
expr1 && expr2 && expr3 ...
它说的是:计算expr1,并且,如果它是正确的,计算expr2,等等。
现在试着把这个&&变成一个函数…没错,你不能。像这样调用:
and(expr1, expr2, expr3)
将在产生答案之前评估所有三个表达式,而不管expr1是否为假!
使用lisp宏,你可以编写如下代码:
(defmacro && (expr1 &rest exprs)
`(if ,expr1 ;` Warning: I have not tested
(&& ,@exprs) ; this and might be wrong!
nil))
现在你有一个&&,你可以像函数一样调用它,它不会计算你传递给它的任何表单,除非它们都为真。
要了解这是如何有用的,请进行对比:
(&& (very-cheap-operation)
(very-expensive-operation)
(operation-with-serious-side-effects))
and:
and(very_cheap_operation(),
very_expensive_operation(),
operation_with_serious_side_effects());
你可以用宏做的其他事情是创建新的关键字和/或迷你语言(例如,查看(loop…)宏),将其他语言集成到lisp中,例如,你可以编写一个宏,让你这样说:
(setvar *rows* (sql select count(*)
from some-table
where column1 = "Yes"
and column2 like "some%string%")
这还没有涉及到Reader宏。
希望这能有所帮助。
由于现有的答案给出了很好的具体例子来解释宏实现了什么以及如何实现的,也许它会帮助收集一些关于为什么宏功能相对于其他语言是一个重要的收获的想法;首先是这些答案,然后是其他地方的一个很棒的答案:
... 在C语言中,你必须编写一个自定义的预处理器(这可能是一个足够复杂的C程序)……
—瓦廷
与任何精通c++的人交谈,问他们花了多长时间来学习模板元编程(仍然不是那么强大)所需要的所有模板。
马特·柯蒂斯
... 在Java中,你必须破解字节码编织的方法,尽管像AspectJ这样的框架允许你使用不同的方法来做到这一点,但它基本上是一种破解。
——米格尔·平
DOLIST is similar to Perl's foreach or Python's for. Java added a similar kind of loop construct with the "enhanced" for loop in Java 1.5, as part of JSR-201. Notice what a difference macros make. A Lisp programmer who notices a common pattern in their code can write a macro to give themselves a source-level abstraction of that pattern. A Java programmer who notices the same pattern has to convince Sun that this particular abstraction is worth adding to the language. Then Sun has to publish a JSR and convene an industry-wide "expert group" to hash everything out. That process--according to Sun--takes an average of 18 months. After that, the compiler writers all have to go upgrade their compilers to support the new feature. And even once the Java programmer's favorite compiler supports the new version of Java, they probably ''still'' can't use the new feature until they're allowed to break source compatibility with older versions of Java. So an annoyance that Common Lisp programmers can resolve for themselves within five minutes plagues Java programmers for years.
——peter Seibel,在《Practical Common Lisp》中
我认为我从来没有见过比这个家伙解释得更好的Lisp宏:http://www.defmacro.org/ramblings/lisp.html
我不确定我能给每个人的(优秀的)帖子添加一些见解,但是……
Lisp宏工作得很好,因为Lisp语法的本质。
Lisp是一种非常规则的语言(把所有东西都想象成一个列表);宏使您能够将数据和代码视为相同的(不需要字符串解析或其他技巧来修改lisp表达式)。将这两个特性结合起来,就有了一种非常简洁的方式来修改代码。
编辑:我想说的是Lisp是同构的,这意味着Lisp程序的数据结构是用Lisp本身编写的。
因此,您最终可以在语言之上创建自己的代码生成器,使用语言本身的所有功能(例如。在Java中,你必须破解字节码编织的方法,尽管一些框架(如AspectJ)允许你使用不同的方法来做到这一点,但它基本上是一种破解)。
在实践中,使用宏可以在lisp的基础上构建自己的迷你语言,而不需要学习其他语言或工具,并使用语言本身的全部功能。