更过程式的let——vertical-let

作为一名自诩的non-trivial的Common Lisp程序员,在编码的时候经常会遇到令人不愉快的地方,其中一个便是LET

一段典型的LET的示例代码如下

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(let ((a 1))
a)

大多数时候,LET不会只有一个绑定。并且,也不会只是绑定一个常量这么简单,而应当是下面这样的

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(let ((a (foo x y))
(b (bar z)))
(function1 a b)
(function2 a b))

有时候我会想看看某一个绑定的值——最好是在它计算完毕后立即查看。如果要查看foo函数的返回值,可以这样写

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(let ((a (foo x y))
(b (bar z)))
(print a)
(function1 a b)
(function2 a b))

如果调用foobar都顺利的话上面的代码也就够了。比较棘手的情况是,如果a的值不符合预期,会导致b的计算过程出状况(尽管在上面的代码中看似不会)。这种情况多出现在LET*的使用中,如下面所示

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(let* ((a (foo x y))
(b (bar a)))
(function1 a b)
(function2 a b))

如果错误的a会导致bar的调用出错,那么在调用function1之前才调用print打印a已经为时过晚了——毕竟调用bar的时候就抛出condition往调用链的上游走了。一种方法是写成下面这样子

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(let* ((a (let ((tmp (foo x y)))
(print tmp)
tmp))
(b (bar a)))
(function1 a b)
(function2 a b))

这也太丑了!要不然写成下面这样子?

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(let ((a (foo x y)))
(print a)
(let ((b (bar a)))
(function1 a b)
(function2 a b)))

本来一个LET就可以做到的事情,这下子用了两个,还导致缩进更深了一级。如果有十个变量需要打印,就会增加十个LET和十层缩进。如果心血来潮想查看一个变量的值,还要大幅调整代码。

问题大概就出在LETLET*的语法上。以LET为例,它由截然分开的bindingsforms组成,两者不能互相穿插。因此,如果想在bindings中求值一段表达式,只能将bindings切开,写成两个LET的形式。好像写一个新的宏可以解决这个问题?是的,vertical-let就是。

vertical-let是一个我自己写的宏,源代码在此。其用法如下

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(vertical-let
:with a = 1
a)

它借鉴了LOOP中绑定变量的方式(即:with=),绑定变量和用于求值的代码还可以交织在一起,如下

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(vertical-let
:with a = 1
(print a)
:with b = 2
(+ a b))

vertical-let最终会展开为LET,比如上面的代码,会展开为如下的代码

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(LET ((A 1))
(PRINT A)
(LET ((B 2))
(+ A B)))

vertical-let的算法很简单。它遍历表达式列表,当遇到:with时就把接下来的三个元素分别视为变量名、等号,以及待求值的表达式,将三者打包进一个列表中,再压栈;当遇到其它值时,就视为待求值的表达式(将会组成LETforms部分),也放进列表中再压栈(具体方法参见源代码)。

将所有值都遍历并压栈后,接下来要遍历这个栈中的元素。先准备两个空的栈——一个存放bindings,一个存放forms。接着,对于每一个从栈中弹出的元素,分为如下两种情况:

  1. 如果表示binding,则直接压入存放bindings的栈,否则;
  2. 如果是待求值的表达式,并且上一个出栈的元素是binding,则说明已经有一段完整的LET的内容被集齐。因此,将目前在两个栈中的内容全部弹出,组合为一个LET表达式再压入存放forms的栈中。然后将方才弹出的表达式也压入forms。重复上述过程直至所有元素都被处理,最后将还在两个栈中的内容也组合为一个LET表达式便结束了。

全文完