如何在我的LISP中实现一个宏观系统

我正在编写自己的LISP，其基础是在48小时内编写自己的计划。（代码是here。）作为最后一个练习，我想实现宏。考虑到我将表达式表示为不可变数据类型的列表，这怎么能做到。这可以简单地在LISP中完成，还是必须在Haskell中实现一些功能？如何在我的LISP中实现一个宏观系统

我目前的实现是写在Haskell和几乎是这样的：

解析输入并把它变成一个表达式列表
评估表情和替换它耕种它是一个单一的表达
返回其表达并打印

的表达是在Haskell表示这样的：

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，现在到了真正的问题。宏不会计算其参数，而是通过将参数“放置”到表单中来转换为表达式。返回可能作为引用列表评估或返回的有效表达式。我正在考虑通过一个特殊的评估函数来实现这个功能，它只评估宏表中的符号。如何做到这一点虽然是我有问题的理解。正确的解决方案感觉就像我应该“简单地”通过用参数替换其中的符号来修改表单，但由于Haskell的不变性，这是不可能的。

因此，Clojure似乎已经在Lisp本身实现宏。我无法解释Clojure的解决方案，但是如果能做到这一点，感觉就像在Haskell中做到这一点一样简单。我不知道macroexpand1（哪个macroexpand调用）会做什么，它是否在Clojure的实现中调用了一些函数？如果是这样，那么我仍然必须在Haskell内部实现它。

如果我们看一下功能如何评估：

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，如果我想实现一个宏观系统，那么我很可能删除了参数的评估的一部分，那么宏参数绑定到它的参数，并且有一个特殊的eval，它只评估表单中的每个符号，然后返回一个新的表单，它将参数放在里面。这是我不能实现的，我甚至不确定这个逻辑是否正确。

我明白，这个问题很宽，也许可以更简单地问道，“怎么我在写在Haskell

来源

2013-05-11 klrr

你可以实现自动钻营，或可变参数（处理与*点*在他们arglists）上PARAMS/ARGS长度不匹配（不仅仅是更有趣错误）。 :) – 2013-05-11 18:10:08

没有，宏不能用Lisp自身来实现，这是整点给他们。你必须macroexpand每个宏调用根据其定义，作为加载/编译/处理给定表达式的一部分。

您将不得不修改您的eval实现，以在未评估的参数上调用宏，并将结果反馈回eval（不是apply，就像处理普通函数应用程序一样）。如注释中的sepp2k所示，您可以将宏表示为Func...表达式，但将它们保存在仅存储宏的单独环境中。

还看到：Lazy Evaluation vs Macros

来源

2013-05-11 17:13:33

宏如何是一种有效的表达类型？你在想像一个“宏 - 拉姆达”的东西吗？这不是Lisp处理宏的方式（这是一个宏不是你可以传递或存储在变量中的东西）。或者你说宏*电话*是表达式？这是真的，但在他的'Expr'类型的宏调用中已经被表示为'List's，其第一个元素是一个'Sym'，其中包含一个宏的名字。 – sepp2k 2013-05-11 18:19:41

@ sepp2k不是他的Lisp必须识别'（defmacro ...）'形式，才有宏？现在它肯定会识别'（lambda ...）并将它们转换为'Func ...'表达式。 “Expr”会将“defmacro ...”形式翻译成哪个？我收集了一些独特的东西。 – 2013-05-11 18:23:17

@ sepp2k另一种方式当然是将整个宏处理推入实现中。读取defmacro表单会改变一些内部运行时间，称'macroexpand-1'会访问那些内部结构等等。是的，这也是可能的。它仍然适用于“在Lisp本身”实现，甚至更少。 – 2013-05-11 18:30:13

你不需要的apply一个特殊版本的LISP实现实现宏系统，只要调用定期apply没有评估参数，然后eval由apply返回的表达。

来源

2013-05-11 17:12:29 sepp2k

您可以尝试在计算机程序中的结构与实现阅读翻译实现。该eval功能，你清楚地表明仅适用于该默认评价规则，而不是什么书称特殊形式。

一个正常的Lisp eval功能看起来更像是这样的：

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.

来源

2013-05-11 23:31:13

如何在我的LISP中实现一个宏观系统

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