为什么使用“let”的宏与不使用“let”的宏的扩展方式不同？

Question

我是 Lisp 的新手，正在阅读 Doug Hoyte 的 Let Over Lambda，他在第 3 章介绍了 Paul Graham 的 nif 宏。我正在玩这个并制作了这两个宏：

(defmacro niffy (expr pos zero neg)
  `(cond ((plusp ,expr) ,pos)
         ((zerop ,expr) ,zero)
         (t ,neg)))

(defmacro niffy2 (expr pos zero neg)
  `(let ((x ,expr))
     (cond ((plusp x) ,pos)
           ((zerop x) ,zero
            (t ,neg)))))

当我执行(macroexpand '(niffy2 10 "positive" "zero" "negative")) 时，我得到了我所期望的：(LET ((X 10)) (COND ((PLUSP X) "positive") ((ZEROP X) "zero" (T "negative"))))

但是当我做(macroexpand '(niffy 10 "positive" "zero" "negative")) 时，我只会得到评估表"positive"。这让我很困惑，因为在niffy 中，cond 被反引号，所以我认为这意味着它不会被评估。在没有宏扩展的情况下评估 niffy 和 niffy2 都完全符合我的预期，分别返回正值、零值和负值的“正”、“零”和“负”。

Answer 1

这是因为cond 是一个宏。尝试运行以下命令：

(macroexpand
 '(cond ((plusp 10) "positive")
        ((zerop 10) "negative")
        (t "zero")))

在 SBCL 中，我得到了这个：

(IF (PLUSP 10)
    (PROGN "positive")
    (COND ((ZEROP 10) "negative") (T "zero")))
T

在 CLISP 中，我得到了这个：

"positive" ;
T

虽然我可以理解 CLISP 的行为，但这似乎有点不必要，因为在宏展开之后可以更容易地处理优化。

（请注意，您通常应该更喜欢带有 let 的版本，因为它不会多次评估其参数。）

Answer 2

您的代码有错误：

(defmacro niffy2 (expr pos zero neg)
  `(let ((x ,expr))
     (cond ((plusp x) ,pos)
           ((zerop x) ,zero              <- missing parenthesis
            (t ,neg)))))                 <- T is not a function

测试：

(defun test (x)
  (niffy2 x "positive" "zero" "negative"))

编译器抱怨：

The following function is undefined:
T which is referenced by TEST

应该是：

(defmacro niffy2 (expr pos zero neg)
  `(let ((x ,expr))
     (cond ((plusp x) ,pos)
           ((zerop x) ,zero)
           (t ,neg))))

但是当我这样做时 (macroexpand '(niffy 10 "positive" "zero" "negative")) 我只会得到评估形式“positive”。

由于您要求进行宏扩展，因此无法对其进行评估。它必须是该实现中宏扩展器的效果。

请注意，MACROEXPAND 是一个迭代过程。表格将被展开。结果形式可以是另一种宏形式。它也将被扩展。然后再次。再次。直到结果形式不是宏形式。请注意，这不会遍历子表单。它严格执行顶层形式的迭代宏扩展。

使用MACROEXPAND-1

因此，如果您只想查看宏的效果，请致电MACROEXPAND-1。这个函数只会展开一次。

CL-USER 23 > (macroexpand-1 '(niffy 10 "positive" "zero" "negative"))
(COND ((PLUSP 10) "positive")
      ((ZEROP 10) "zero")
      (T "negative"))

CL-USER 24 > (macroexpand-1 '(COND ((PLUSP 10) "positive")
                                   ((ZEROP 10) "zero")
                                   (T "negative")))
(IF (PLUSP 10)
  (PROGN "positive")
  (IF (ZEROP 10)
     (PROGN "zero")
     (PROGN "negative")))
T