Lisp宏的特殊用法？

Question

我最近读了“黑客与画家”这本书。作者说，Lisp宏比其他语言的宏更强大、更特殊。

我开始学习ELisp的宏，但还是不知道它有什么特别的用法？看不出它和C/C++宏有什么不同。

有人能给我解释一下吗？

Answer 1

我认为最重要的几点是：

• Lisp代码被表示为列表，通过Lisp宏，您可以使用Lisp的所有列表处理功能(这是Lisp非常适合的功能，记住LISP代表list Processing)来转换它。(同源) C/C++预处理器宏，然而，仅仅是文本替换。也就是说，要执行更复杂的转换，您必须自己解析C/C++预处理器宏的输入(并且您通常无法访问这些语言中的解析器)。您不能使用所有的C/C++或手头的任何语言来转换您的代码。这些简单的宏工具似乎更适合于小缩写(或者绕过类型系统、性能变通等)，而不是真正的抽象。(并不是说不能将它们用于更复杂的任务，但很快就会变得一团糟。)
• Lisp语法也比通常的大括号语言规则得多。你不必担心优先级规则，内缀运算符，或者语句和expressions.
• In之间的区别与Lisp宏的对比。据我所知，使用C/C++预处理器宏时，你不能在宏定义中轻松地使用宏，因为预处理器只通过一次。
• 在C/C++风格的预处理器宏中没有简单的方法(据我所知)来引入新的符号。(您可以在CL样式的宏中使用gensym和围绕它构建的抽象(如with-gensyms等)，也有卫生的宏系统，主要用于方案中。Lisp语言中的表达式是一种非常方便的填空方法，可以构建宏扩展到的代码。

总而言之，使用Lisp宏进行元编程要比使用C/C++预处理器的方法方便得多。在实践中，这意味着即使是Lisp的新手，也能够毫不费力地构建自己的循环构造或其他控制结构。有了更多的经验，编写更复杂的DSL也变得相对容易。这与C/C++预处理器相比，在C/C++预处理器中，这些任务可能被认为是某种黑魔法，只为最勇敢的人保留。

作为一个快速示例，尝试使用C/C++预处理器编写类似以下内容的代码：

(defmacro bif ((var expression) then &optional else)
  `(let ((,var ,expression))
     (if ,var ,then ,else)))

它引入了一个新的控制结构bif ("binding if")，该结构对表达式求值，将其绑定到给定的符号，然后有条件地执行then或else分支，其中绑定在作用域中。它可以正确地嵌套，并按预期工作。现在，任何称职的Lisp程序员都可以很快地编写出这样的东西。因为它很简单，当Lisp程序员感觉到需要一个新的结构时，他们通常会毫不犹豫--语言设计者和语言使用者之间的障碍变得模糊了。

(即使使用C/C++预处理器编写，下一步，也就是编写类似Lisp的cond或新的循环结构，很快就会变得更加复杂。)

Answer 2

Lisp宏使用户可以在比C++宏更深的级别上修改语言。Lisp宏是在编译阶段执行的代码片段，它们可以控制参数的计算。

例如，Lisp基于编译器必须处理的大约25种“特殊形式”。Lisp的其余部分可以在这些特殊形式的基础上迭代生成。我不太熟悉ELisp，但是Common Lisp loop功能是通过一个宏实现的。您可以扩展该语言--通常Lisp只有一种特殊的条件形式，而所有其他的都是在Lisp中实现的，在该形式之上。defun是用来定义函数的结构，我相信它可以作为宏来实现。

虽然功能强大，但C++宏是由预处理器执行的，这意味着它们的功能是有限的。因为Lisp宏是在编译环境中执行的，所以它们可以执行函数来确定如何重写它们的输入，包括程序员定义的函数。

这个回答相当复杂和模糊，所以希望有更多时间的人能提供一个更好的答案。我像Pascal一样道歉，因为我把这个答案写得冗长而含糊。