如何在我的LISP中實現一個宏觀系統

我正在編寫自己的LISP，其基礎是在48小時內編寫自己的計劃。（代碼是here。）作爲最後一個練習，我想實現宏。考慮到我將表達式表示爲不可變數據類型的列表，這怎麼能做到。這可以簡單地在LISP中完成，還是必須在Haskell中實現一些功能？如何在我的LISP中實現一個宏觀系統

我目前的實現是寫在Haskell和幾乎是這樣的：

解析輸入並把它變成一個表達式列表
評估表情和替換它耕種它是一個單一的表達
返回其表達並打印

的表達是在Haskell表示這樣的：

data Expr 
    = Sym String 
    | List [Expr] 
    | Num Int 
    | Str String 
    | Bool Bool 
    | Func Env [String] Expr 
    | Prim ([Expr] -> ErrorOr Expr) 
    | Action ([Expr] -> IOErrorOr Expr)

Okey，現在到了真正的問題。宏不會計算其參數，而是通過將參數「放置」到表單中來轉換爲表達式。返回可能作爲引用列表評估或返回的有效表達式。我正在考慮通過一個特殊的評估函數來實現這個功能，它只評估宏表中的符號。如何做到這一點雖然是我有問題的理解。正確的解決方案感覺就像我應該「簡單地」通過用參數替換其中的符號來修改表單，但由於Haskell的不變性，這是不可能的。

因此，Clojure似乎已經在Lisp本身實現宏。我無法解釋Clojure的解決方案，但是如果能做到這一點，感覺就像在Haskell中做到這一點一樣簡單。我不知道macroexpand1（哪個macroexpand調用）會做什麼，它是否在Clojure的實現中調用了一些函數？如果是這樣，那麼我仍然必須在Haskell內部實現它。

如果我們看一下功能如何評估：

eval env (List (op:args)) = do 
    func <- eval env op 
    args <- mapM (eval env) args 
    apply func args 

apply :: Expr -> [Expr] -> IOErrorOr Expr 
apply (Prim func) args = liftToIO $ func args 
apply (Action func) args = func args 
apply (Func env params form) args = 
    case length params == length args of 
    True -> (liftIO $ bind env $ zip params args) 
     >>= flip eval form 
    False -> throwError . NumArgs . toInteger $ length params 
apply _ _ = error "apply"

所以，如果我想實現一個宏觀系統，那麼我很可能刪除了參數的評估的一部分，那麼宏參數綁定到它的參數，並且有一個特殊的eval，它只評估表單中的每個符號，然後返回一個新的表單，它將參數放在裏面。這是我不能實現的，我甚至不確定這個邏輯是否正確。

我明白，這個問題很寬，也許可以更簡單地問道，「怎麼我在寫在Haskell

來源

2013-05-11 klrr

你可以實現自動鑽營，或可變參數（處理與*點*在他們arglists）上PARAMS/ARGS長度不匹配（不僅僅是更有趣錯誤）。 :) – 2013-05-11 18:10:08

沒有，宏不能用Lisp自身來實現，這是整點給他們。你必須macroexpand每個宏調用根據其定義，作爲加載/編譯/處理給定表達式的一部分。

您將不得不修改您的eval實現，以在未評估的參數上調用宏，並將結果反饋回eval（不是apply，就像處理普通函數應用程序一樣）。如註釋中的sepp2k所示，您可以將宏表示爲Func...表達式，但將它們保存在僅存儲宏的單獨環境中。

還看到：Lazy Evaluation vs Macros

來源

2013-05-11 17:13:33

宏如何是一種有效的表達類型？你在想像一個「宏 - 拉姆達」的東西嗎？這不是Lisp處理宏的方式（這是一個宏不是你可以傳遞或存儲在變量中的東西）。或者你說宏*電話*是表達式？這是真的，但在他的'Expr'類型的宏調用中已經被表示爲'List's，其第一個元素是一個'Sym'，其中包含一個宏的名字。 – sepp2k 2013-05-11 18:19:41

@ sepp2k不是他的Lisp必須識別'（defmacro ...）'形式，纔有宏？現在它肯定會識別'（lambda ...）並將它們轉換爲'Func ...'表達式。「Expr」會將「defmacro ...」形式翻譯成哪個？我收集了一些獨特的東西。 – 2013-05-11 18:23:17

@ sepp2k另一種方式當然是將整個宏處理推入實現中。讀取defmacro表單會改變一些內部運行時間，稱'macroexpand-1'會訪問那些內部結構等等。是的，這也是可能的。它仍然適用於「在Lisp本身」實現，甚至更少。 – 2013-05-11 18:30:13

你不需要的apply一個特殊版本的LISP實現實現宏系統，只要調用定期apply沒有評估參數，然後eval由apply返回的表達。

來源

2013-05-11 17:12:29 sepp2k

您可以嘗試在計算機程序中的結構與實現閱讀翻譯實現。該eval功能，你清楚地表明僅適用於該默認評價規則，而不是什麼書稱特殊形式。

一個正常的Lisp eval功能看起來更像是這樣的：

eval env [email protected](List _) | isSpecialForm env expr = evalSpecial env expr | otherwise = evalApplication env expr evalApplication env (op:args) = do func <- eval env op args <- mapM (eval env) args apply func args evalSpecial env [email protected](List (op:args)) | isMacro env op = eval env (macroExpand env expr) | otherwise = case op of "lambda" -> ... "if" -> ... -- etc.

來源

2013-05-11 23:31:13

如何在我的LISP中實現一個宏觀系統

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