自定义自引用表格：有用吗？

Question

Lisp 经常声明某些类型是自我评估的。例如。在 emacs-lisp 数字中，"strings"、:keyword-symbols 和其他一些对自己进行评估。

或者，更具体地说：评估表单并再次评估结果会得到相同的结果。

也可以创建自定义的自我评估表格，例如

(defun my-list (&rest args) 
  (cons 'my-list (mapcar (lambda (e) (list 'quote e)) args)))

(my-list (+ 1 1) 'hello)
  => (my-list '2 'hello)

(eval (my-list (+ 1 1) 'hello))
  => (my-list '2 'hello)

定义这种形式是否有任何实际用途，或者这更像是一个深奥的概念？

我想将“自定义类型”创建为自我评估表单，例如，评估可以对参数执行类型检查。当尝试在我的代码中使用这些类型时，我通常发现它与简单的工作相比不方便，例如虽然有 plist。

*edit* 我又查了一下，好像把“自我评价”和“自我引用”搞混了。 In emacs lisp the later term was applied to the lambda form，至少在没有词法绑定的上下文中。请注意，即使结果是 equal，lambda 形式永远不会对自身求值 (eq)。

(setq form '(lambda () 1))              ;; => (lambda () 1)
(equal form (eval form))                ;; => t
(equal (eval form) (eval (eval form)))  ;; => t
(eq form (eval form))                   ;; => nil
(eq (eval form) (eval (eval form)))     ;; => nil

正如 Joshua 在他的回答中所说：eval 函数的定点（相对于 equal）。

Answer 1

您提供的代码没有定义一种自我评估形式。作为参数传递时 eval 将返回的自评估形式。让我们仔细看看。首先，有一个函数接受一些参数并返回一个新列表：

(defun my-list (&rest args) 
  (cons 'my-list (mapcar (lambda (e) (list 'quote e)) args)))

新列表将符号 my-list 作为第一个元素。其余元素是包含符号 quote 和传递给函数的元素的二元素列表：

(my-list (+ 1 1) 'hello)
;=> (my-list '2 'hello)

现在，对于 equal，这确实为您提供了 eval 的 fixed point，因为

(eval (my-list (+ 1 1) 'hello))
;=> (my-list '2 'hello)

和

(eval (eval (my-list (+ 1 1) 'hello)))
;=> (my-list '2 'hello)

自求值形式也是关于 equals 的不动点，但在 Common Lisp 中，自求值形式是 eval 与 eq（或者可能是 eql）有关。

语言指定自我评估表格的重点实际上是定义评估者与表格的关系。从概念上讲，eval 的定义如下：

(defun self-evaluating-p (form)
  (or (numberp form)
      (stringp form)
      (and (listp form)
           (eql 2 (length form))
           (eq 'quote (first form)))
      ; ...
      ))

(defun eval (form)
  (cond
    ((self-evaluating-p form) form)
    ((symbolp form) (symbol-value-in-environment form))
    ;...
    ))

重点不在于自评估形式是一种评估为等价（对于某些等价关系）值的形式，而是一种 eval 不需要做任何工作的形式。

编译器宏

虽然通常不会大量使用对自身求值（模一些等价）关系的表单，但有一个非常重要的地方使用了 Common Lisp：compiler macros（强调添加）：

3.2.2.1 Compiler Macros

compiler-macro-function 返回的函数是两个函数 参数，称为扩展函数。要扩展编译器宏， 扩展函数是通过调用宏扩展钩子来调用的 扩展函数作为它的第一个参数，整个编译器 宏形式作为它的第二个参数，以及当前编译 环境（或者使用当前的词法环境，如果形式是 被编译文件以外的东西处理）作为它的第三个 争论。宏展开钩子依次调用展开函数 形式作为第一个参数，环境作为第二个参数 争论。 扩展函数的返回值，即 由宏扩展钩子传递，可能是相同的形式， 或者一种可以由代码自行决定的表格 展开，用来代替原来的形式。

宏DEFINE-COMPILER-MACRO

• 与普通宏不同，编译器宏可以仅通过返回与原始格式相同的形式来拒绝提供扩展 （可以使用 &whole 获得）。

举个例子：

(defun exponent (base power)
  "Just like CL:EXPT, but with a longer name."
  (expt base power))

(define-compiler-macro exponent (&whole form base power)
  "A compiler macro that replaces `(exponent base 2)` forms
with a simple multiplication.  Other invocations are left the same."
  (if (eql power 2)
      (let ((b (gensym (string '#:base-))))
        `(let ((,b ,base))
           (* ,b ,b)))
      form))

请注意，这与自评估表单并不完全相同，因为编译器仍在检查表单是否是其汽车具有关联编译器宏的 cons，然后调用该编译器宏功能与形式。但它的相似之处在于表单转到 something 并且 same 表单返回的情况很重要。

Answer 2

您描述的内容与自我评估表格（不是类型！）无关。

? (list (foo (+ 1 2)))

可能评估为

-> (foo 3)

但它正在运行函数foo，它返回一些带有符号foo 及其第一个参数值的列表。而已。你写了一个函数。但不是自定义的自我评估表格。

form 是一些需要评估的数据。它必须是有效的 Lisp 代码。

关于表格评估：

当您有这样的来源时，表单评估是一个主题：

(defun foo ()
  (list #(1 2 3)))

上面的向量是怎么回事？ (foo) 是否返回一个以向量作为第一个元素的列表？

在 Common Lisp 中，这种向量形式是自求值的。在其他一些 Lisp 中，情况有所不同。在一些较旧的 Lisp 方言中，可能必须编写下面的代码才能使 编译器 满意。 解释器甚至可能会有所不同。 （我很久以前在标准 Lisp 变体的一些实现中看到过这种情况）。

(defun foo ()
  (list '#(1 2 3)))    ; a vector form quoted

注意引用。必须引用非自我评估表格。这相对容易做到。您必须查看源代码并确保引用了此类表单。但是还有另一个问题使它变得更加困难。此类数据对象可能已由代码中的宏引入。因此，还必须确保宏生成的所有代码都引用了所有文字数据。这让它真的很痛苦。

这在其他一些 Lisp 方言中是错误的（不是在 Common Lisp 中）：

(defmacro foo (a)
  (list 'list a #(1 2 3)))

甚至（注意添加的quote）

(defmacro foo (a)
  (list 'list a '#(1 2 3)))

使用

(foo 1)

将是代码(list 1 #(1 2 3))。但是在这些 Lisps 中会缺少一个引号......所以那里是错误的。

必须写：

(defmacro foo (a)
  (list 'list a ''#(1 2 3)))  ; note the double quote

这样

(foo 1)

将是代码(list 1 '#(1 2 3))。然后就可以了。

为了摆脱这些问题，像 Common Lisp 这样的 Lisp 方言要求除了符号和 conses 之外的所有形式都自评估。请参阅 CL 标准：Self-Evaluating Objects .这也与使用解释器或编译器无关。

请注意，Common Lisp 也没有提供任何改变它的机制。

自定义机制可以做什么？可以让数据表单评估为不同的东西。或者可以实施不同的评估方案。但是在 Common Lisp 中没有这样的东西。基本上我们有符号作为变量，conses 作为特殊形式/函数/宏，其余的都是自我评估的。对于任何不同的情况，您都需要编写自定义评估器/编译器。