为什么类槽用关键字指定但用符号访问？

Question

我最近遇到了关于 Lisp 结构的令人困惑的二分法。

使用(defstruct) 创建结构时，我们通过关键字（:slotname）指定槽。但是在访问它时，我们使用本地符号 ('slotname)。

为什么？这对我来说毫无意义。

另外，这不是每次声明结构都会污染keyword包吗？

如果我尝试按关键字访问插槽，我会遇到以下令人困惑的错误：

当试图读取槽的值（槽值）时，槽 :BALANCE 是 对象 #S(ACCOUNT :BALANCE 1000 :CUSTOMER-NAME "John Doe") 丢失。

我不明白这条信息。它似乎在告诉我，我眼皮底下的东西并不存在。

我尝试过使用局部符号声明结构；还有未绑定的关键字 (#:balance)，这些都不起作用。

Answer 1

DEFSTRUCT 在语言标准中是这样设计的：

• 插槽名称未公开
• 没有指定的方法来获取结构类的槽名列表
• 没有指定的方法可以通过插槽名称访问插槽
• 因此在运行时可能没有插槽名称
• 使用访问器函数优化了对插槽的访问：静态结构布局、内联访问器函数...

同样明确：

• string= 下的插槽名称不允许重复。因此，同一结构类中的槽foo::a 和bar::a 是不允许的

• 重新定义结构的效果是不确定的

结构的目标是提供快速的类似记录的对象，而无需重新定义、多重继承等昂贵的功能。

因此，使用SLOT-VALUE 访问结构槽是实现的扩展，而不是定义语言的一部分。 SLOT-VALUE 是在将 CLOS 添加到 Common Lisp 时引入的。一些实现提供了一种通过SLOT-VALUE 访问结构槽的方法。这还要求实现跟踪该结构的插槽名称。

SLOT-VALUE 只是一个更新的 API 函数，来自 CLOS for CLOS。结构是一个较老的特性，它已经在 CLtL1 书定义的 Common Lisp 的第一个版本中定义。

Answer 2

您使用make-instance 创建了一个类实例，然后您显示了一个结构，我很困惑。

结构会自动构建它们的访问器函数。您使用make-account 创建它。然后你会使用account-balance 而不是slot-value。

我不知道将make-instance 与结构一起使用的预期行为是什么。虽然它似乎适用于我的 SBCL，但您没有正确使用结构。

(defstruct account 
   (balance))

(make-account :balance 100)
#S(ACCOUNT :BALANCE 100)

(account-balance *)
100

使用类，您可以随意命名访问器函数。

;;(pseudocode)
(defclass bank-account () 
  ((balance :initform nil ;; otherwise it's unbound
            :initarg :balance ;; to use with make-instance :balance
            :accessor balance  ;; or account-balance, as you wish.
)))

(make-instance 'bank-account :balance 200)
#<BANK-ACCOUNT {1009302A33}>

(balance *)
200

• https://lispcookbook.github.io/cl-cookbook/data-structures.html#structures
• http://www.lispworks.com/documentation/HyperSpec/Body/m_defstr.htm

---

对象 #S(ACCOUNT :BALANCE 1000 :CUSTOMER-NAME "John Doe") 中缺少插槽 :BALANCE。

插槽名称实际上是balance，表示使用生成的initargs。使用类对象，错误消息可能不会那么混乱：

当尝试读取插槽的值（插槽值）时，对象 # 中缺少插槽 :BALANCE。

Answer 3

首先，请参阅Rainer's excellent answer 结构。总结：

用defstruct 定义的对象具有命名的访问器函数，而不是命名的槽。此外，defstruct 表单中提到的这些对象的字段名称必须是不同的字符串，因此关键字完全适合在构造函数中使用。在此类对象上对slot-value 的任何使用都取决于实现，实际上是否存在命名槽完全取决于实现。

您通常需要构造函数的关键字参数，原因是您在其他地方需要关键字参数：您不想痛苦地提供 49 个可选参数，因此您可以指定第 50 个。因此，defstruct 所做的默认操作是合理的。但是，如果您愿意，可以使用 BOA 构造函数完全覆盖它，defstruct 允许您这样做。你甚至可以没有构造函数！举个例子，这里有一个相当反常的结构构造函数：它确实使用关键字参数，但不是您可能天真期望的那些。

(defstruct (foo
            (:constructor
             make-foo (&key ((:y x) 1) ((:x y) 2))))
  y
  x)

所以真正的问题是围绕用defclass 定义的类，通常确实 有命名槽以及slot-value 在哪里工作。

所以在这种情况下，答案实际上有两个部分。

首先，和以前一样，关键字参数对构造函数非常有用，因为没有人愿意记住 932 个可选参数默认值。但是defclass 提供了对关键字参数和它们初始化的槽之间的映射的完全控制，或者它们是完全初始化槽还是传递给某个initialize-instance 方法。你可以在这里做任何你想做的事情。

其次，您真的希望使用defclass 定义的类的对象的插槽名称是存在于包中的符号。你绝对不希望这种情况发生：

(in-package "MY-PACKAGE")
(use-package "SOMEONE-ELSES-PACKAGE")

(defclass my-class (someone-elses-class)
  ((internal-implementation-slot ...)))

才发现你刚刚修改了someone-elses-class中someone-elses-package::internal-implementation-slot槽的定义。那会很糟糕。所以插槽名称是存在于包中的符号，并且包周围的正常命名空间控制也适用于它们：my-package::internal-implementation-slot 和 someone-elses-package::internal-implementation-slot （通常）不是一回事。

此外，整个关键字符号参数/非关键字符号变量是，好吧，让我们说完善：

(defun foo (&key (x 1))
  ... x ...)

---

最后请注意，当然，关键字参数实际上不一定是关键字：它们通常很方便，因为否则您需要引号，但是：

(defclass silly ()
  ((foo :initarg foo
        :accessor silly-foo)
   (bar :initarg bar
        :accessor silly-bar)))

现在

> (silly-foo (make-instance 'silly 'bar 3 'foo 9))
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