宏在函数中不起作用

Question

以下代码有问题：http://lisper.ru/apps/format/96

问题出在“正常化”功能中，该功能不起作用。
它在第五行失败：(zero-p a indexes i)

(defun normalize (a &optional indexes i)
  "Returns normalized A."
  (progn
   (format t "Data=~A ~A ~A" a indexes i)
   (if (zero-p a indexes i)
      a ;; cannot normalize empty vector
    (let* ((mmm (format t "Zero?=~a" (zero-p a indexes i)))
             (L (sqrt (+ (do-op-on * a :x a :x indexes i indexes i)
                         (do-op-on * a :y a :y indexes i indexes i)
                         (do-op-on * a :z a :z indexes i indexes i))))
             (mmm (format t "L=~a" L))
             (L (/ 1D0 L))
             (mmm (format t "L=~a" L))) ; L=1/length(A)
      (make-V3 (* (ref-of a :x indexes i) l)
                 (* (ref-of a :y indexes i) l)
                 (* (ref-of a :z indexes i) l))))))

在函数“normalize”中，我将宏称为“zero-p”，后者又调用宏“ref-of”，它是链中的最后一个。

(defmacro zero-p (v &optional indexes index)
  "Checks if the vector is 'almost' zero length."
  `(and (< (ref-of ,v :x ,indexes ,index) *min+*)
 (< (ref-of ,v :y ,indexes ,index) *min+*)
 (< (ref-of ,v :z ,indexes ,index) *min+*)
 (> (ref-of ,v :x ,indexes ,index) *min-*)
 (> (ref-of ,v :y ,indexes ,index) *min-*)
 (> (ref-of ,v :z ,indexes ,index) *min-*)))

这里是参考：

(defmacro ref-of (values coordinate &optional indexes index)
  "Please see DATA STRUCTURE for details."
  (if indexes
    (cond ((eq coordinate :x) `(aref ,values (aref ,indexes ,index)))
   ((eq coordinate :y) `(aref ,values (+ 1 (aref ,indexes ,index))))
   ((eq coordinate :z) `(aref ,values (+ 2 (aref ,indexes ,index))))
   (T (error "The symbol ~S is not :X, :Y or :Z." coordinate)))
    (cond ((eq coordinate :x) `(aref ,values 0))
 ((eq coordinate :y) `(aref ,values 1))
     ((eq coordinate :z) `(aref ,values 2))
     (T (error "The symbol ~S is not :X, :Y or :Z." coordinate)))))

此外，在“规范化”中，我将宏称为“do-op-on”，它也称为“ref-of”。

(defmacro do-op-on (op name1 coord1 name2 coord2 &optional is1 i1 is2 i2)
  "Example: (do-op-on * A :x B :y i n) == A[i[n]].x*B.y"
  `(,op (ref-of ,name1 ,coord1 ,is1 ,i1) (ref-of ,name2 ,coord2 ,is2 ,i2)))

因此，我没有这个：(aref some-array 0) 我有(aref NIL NIL)，它是在“ref-of”中创建的。

我想我在调用 (normalize A) 时丢失了符号 A。我只是觉得这个符号在宏扩展中无法生存。问题是，macroexpansoin 在 REPL 中独立地为每个宏工作。

谁能解释错误在哪里？

Answer 1

请注意，当您为NORMALIZE 评估、编译或加载DEFUN 时，宏ZERO-P 和REF-OF 会展开。他们的论点是符号 INDEXES 和 INDEX，而这两个都不是NIL，所以REF-OF 表单中的IFs 都将采用第一个分支并展开进入AREF 表单，其中INDICES 和INDEX 不能绑定到NIL。简而言之，您将评估时间和宏扩展时间混淆了，当您刚开始使用宏时，这很容易做到。

但是，当您只使用一个参数调用函数NORMALIZE 时，变量INDICES 和INDEX 绑定到默认值NIL，因此AREF 抱怨它得到了无效的参数。

我可以为您提供的最佳解决方案是将ZERO-P 和REF-OF 变成函数而不是宏。它们可以作为函数正常工作，除非您确定它需要成为宏，否则不应将其设为宏。如果您确实想将它们保留为宏，请为INDICES 和INDEX 提供有意义的默认值，并去掉REF-OF 和ZERO-P 中的可选值---我很确定有@ 987654345@ 默认为 0 和 INDICES 默认为 #(0 1 2) 将起作用。

编辑添加：想要避免函数调用开销几乎肯定不是在 Lisp 中使用宏的好理由。首先，在完成一些分析和测试之前，您甚至不应该担心函数调用开销。其次，如果您确实对函数调用开销有疑问，您应该DECLARE 有问题的函数INLINE 而不是使用宏来进行内联。

编辑再次补充：如果你的函数被内联扩展，你的编译器应该能够找出它可以替换

(cond ((eq :x :x) 'foo)
      ((eq :x :y) 'bar)
      ((eq :x :z) 'quux)
      (t (error "~A is not one of :X, :Y or :Z" :x))

与

'foo

Answer 2

PRAGMA 是什么？这不是标准的。也许你的意思是PROGN（这甚至没有必要，因为DEFUN 提供了一个隐含的PROGN）？

为什么是所有的宏？是否有某些理由禁止使用(reduce (lambda (r c) (* (ref-of A c) r)) (list :x :y :z) :initial-value 1) 之类的表单？这似乎是premature optimization 的情况。

Pillsy 的回答是正确的：当 REF-OF 被扩展时（从 ZERO-P 的使用），它的 INDEXES 将有符号 INDEXES 作为它的值，而不是传递给 NORMALIZE 的值（如明智的INDEX 将是I)。