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

1 2	(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

(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

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

如果调用foo和bar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

(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

(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？

(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LET和LET*的语法上。以LET为例，它由截然分开的bindings和forms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

1
2
3

(vertical-let
  :with a = 1
  a)

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

(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

(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LET的forms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：

如果表示binding，则直接压入存放bindings的栈，否则；
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