用常见的 lisp 'loop' 宏对向量求和答案

【问题标题】：Summing vectors with common lisp 'loop' macro用常见的 lisp 'loop' 宏对向量求和
【发布时间】：2013-01-25 23:00:58
【问题描述】：

我需要实现这样的东西：

(loop for i from 1 to N sum (f i))

除了累积值表示数字列表，如 (1 2 3) 并且它们是按元素添加的。换句话说，我想初始化求和使用 (zerov N) 并使用 (v+) 添加后续元素：

(defun v+ (a b) (mapcar '+ a b))
(defun zerov (n) (loop for i from 1 to n collect 0))

可以用循环宏做这样的事情吗？我可以将它实现为单独的函数，但我想使用循环或类似循环的宏来表达。也许有一种方法可以为这种情况定义简单的类似循环的宏？

【问题讨论】：

标准 LOOP 没有为用户提供任何自定义操作的方法，但可能有特定于实现的扩展允许这样做（早期的 MacLisp LOOP 允许用户定义的运算符，并且某些实现可能有建立在该代码之上）。
我正在使用 CCL。我没有看到任何我可以使用的东西。
(mapcar + a b)` 可以立即识别。但是，它将向量的表示提交给列表。最好的办法是抽象矢量 API 背后的矢量操作。在您自己的包中，您可以将 + 运算符绑定到可以添加两个向量的函数（并且仍然适用于数字，可能还有数字和向量的组合）。

标签： loops lisp common-lisp

【解决方案1】：

(loop with accum = (make-list n :initial-element 0)
      for i from 1 to n
    do (setq accum (v+ accum (f i)))
  finally (return accum))

【讨论】：

谢谢！看起来您在“do”行缺少右括号

【解决方案2】：

Common Lisp 标准中定义的LOOP 不可扩展。

我会用普通的 LOOP 功能编写它：

(let ((result (zerov n)))
  (loop for i from 1 to N
        do (setf result (v+ result (f i))))
  result)

我会把它写成一个函数：

(defun sum (n f init sum)
  (let ((result (funcall init n)))
    (loop for i from 1 to n
          do (setf result (funcall sum result (funcall f i))))
    result))

如果您想要像循环宏的直接语言功能这样的功能，那么替代方法是ITERATE 宏，它比 LOOP 宏更强大，而且还具有可扩展性。

【讨论】：

谢谢！我想到了这个解决方案。问的可能太多了，但是我来自 Haskell 世界，并且会更喜欢纯功能解决方案，例如高级 reduce...
@krokodil：在 Common Lisp 中使用 CL:REDUCE 是没有意义的。最好坚持使用循环实现并将其作为函数提供。
@krokodil：给定你对v+的定义，以及一个合适的范围定义，你可以写成(reduce #'v+ (mapcar #'f (range 1 n)))

【解决方案3】：

(reduce #'v+ (loop for i from 1 to n collect (f i))
        :initial-value (zerov n))

请注意，Common Lisp 具有适当的“向量”（即，同质类型的元素序列允许更紧凑的表示和有效的随机访问），所以也许，

(defun v+ (a b) (map-into a #'+ a b))
(defun zerov (n) (make-array n :initial-element 0))
(defun fn (i n) (let ((v (zerov n))) (setf (aref v i) 1) v))
(defun gn (n)
  (loop for v = (zerov n) then (v+ v (fn i n)) for i below n
        finally (return v)))

【讨论】：

REDUCE 的问题在于 Lisp 中的列表不是惰性的，需要通过完整的列表来减少。