任意类型说明符的定义方法？答案

【问题标题】：Defmethod on Arbitrary Type Specifiers?任意类型说明符的定义方法？
【发布时间】：2015-01-21 00:29:27
【问题描述】：

我想要做的是：

(defgeneric fn (x))

(defmethod fn ((x (integer 1 *)))
    "Positive integer")

(defmethod fn ((x (integer * -1)))
    "Negative integer")

我想要一个与任意类型说明符一起使用的通用函数，包括基于列表的类型说明符，例如(and x y)、(or x y)、(satisfies p) 等。现在当我尝试运行上述代码时，我得到一个“无效的专业化程序”错误。一些研究表明defgeneric 旨在与 CLOS 一起使用，而不是与任意类型说明符一起使用。 Common Lisp 中是否有一个类似于 defgeneric 的系统，可以让我获得我想要的任意类型说明符的行为，而不仅仅是类？

【问题讨论】：

零是正负？
@RainerJoswig 已修复，但并没有真正改变问题的目的。
true，但它暴露了这样一个特性的问题。如果两种方法都匹配：使用哪一种？无法对方法进行排序...对于零，两种方法都是匹配的。应该使用哪一个？
@RainerJoswig 是的，但这不是什么大问题。例如 last 或 first 指定的 on 可以被执行。
@Coredump：这些后果无处不在。需要对整个类型系统进行排序。它将彻底改变系统的性质。它与零无关。与对象匹配的任何两种类型都需要具有可比性，否则行为将是随机的。

标签： types lisp common-lisp

【解决方案1】：

Common Lisp 定义了两个相关但不相同的层次结构：类型层次结构和类层次结构。每个类都是一种类型，但反之则不然——有些类型不是类。例如，integer 和 string 是类，因此也是类型。另一方面，(integer 1 *) 和 (satisfies evenp) 是类型，而不是类。

> (type-of "toto")
(SIMPLE-BASE-STRING 4)
> (class-of "toto")
#<BUILT-IN-CLASS STRING>

参数专家——你在defmethod中的参数之后的东西——只能是类名（或(eql value)的形式）。由于(integer 1 *) 不是类名，Common Lisp 不允许您的代码。这样做有一个很好的理由：编译器总是能够确定类层次结构，而类型语言太强大了：

(defun satisfies-the-collatz-conjecture (n)
  (cond
    ((<= n 1) t)
    ((evenp n) (satisfies-the-collatz-conjecture (/ n 2)))
    (t (satisfies-the-collatz-conjecture (+ 1 (* n 3))))))

(subtypep 'integer '(satisfies satisfies-the-collatz-conjecture))
NIL ;
NIL

如果你真的需要你的代码是模块化的，你需要首先将你的值分类成可以做成一个专业的东西，然后分发：

(defmethod fn-generic (x (sign (eql 'positive)))
  "Positive integer")

(defmethod fn-generic (x (sign (eql 'negative)))
  "Negative integer")

(defun classify (x)
  (cond
    ((< x 0) 'negative)
    ((= x 0) 'null)
    ((> x 0) 'positive)))

(defun fn (x)
  (fn-generic x (classify x)))

【讨论】：

【解决方案2】：

没有什么像 CLOS 可以提供这样的功能。

它实际上也不适合 CLOS。想想下面，我们有下面的泛型函数调用：

(generic-function-foo 2)

现在我们为以下类型定义了方法：

(integer 0 9)
(integer 1 9)
(integer 0 99)
(integer 1 99)
(integer -1000 1000)
(or (satisfies evenp) (integer 0 30))
(satisfies evenp)
(satisfies divisible-by-two)
(satisfies all-numbers-which-are-in-my-list-of-numbers)

哪些方法都匹配 2 应该运行？如果我打电话给CALL-NEXT-METHOD，下一个会是哪一个？

现在我们可以说在源中按出现顺序排列它们。但在 Common Lisp 中，您可以在运行时添加、删除或重新定义方法。这种行为或多或少是随机的。

我们需要一些其他的冲突解决方案。例如：

手动声明优先级
某种优先级值
运行时错误，用户有机会选择一个
一种类型语言，提供顺序
一起放弃秩序

已经尝试为 CLOS 提供更具表现力的调度。不过，我不知道向 CLOS 添加类型。请参阅谓词调度和过滤调度。

除此之外，我会寻找基于规则的系统，但这通常与 CLOS（Common Lisp 对象系统）非常不同，除非它以某种方式集成。

【讨论】：

【解决方案3】：

您实际上似乎在寻找的是模式匹配，就像在 ML 或 Erlang 中一样。这是一个与 dispatch 完全不同的概念，尽管它们的目的相似。

一个流行的 Common Lisp 模式匹配库是 optima（可从 Quicklisp 获得）。

【讨论】：