第五章：控制流

2.2 节介绍过 Common Lisp 的求值规则，现在你应该很熟悉了。本章的操作符都有一个共同点，就是它们都违反了求值规则。这些操作符让你决定在程序当中何时要求值。如果普通的函数调用是 Lisp 程序的树叶的话，那这些操作符就是连结树叶的树枝。 [TOC] ## 5.1 区块 (Blocks)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#blocks "Permalink to this headline") Common Lisp 有三个构造区块（block）的基本操作符： `progn` 、 `block` 以及 `tagbody` 。我们已经看过 `progn` 了。在 `progn` 主体中的表达式会依序求值，并返回最后一个表达式的值： ~~~ > (progn (format t "a") (format t "b") (+ 11 12)) ab 23 ~~~ 由于只返回最后一个表达式的值，代表著使用 `progn` （或任何区块）涵盖了副作用。 一个 `block` 像是带有名字及紧急出口的 `progn` 。第一个实参应为符号。这成为了区块的名字。在主体中的任何地方，可以停止求值，并通过使用 `return-from` 指定区块的名字，来立即返回数值： ~~~ > (block head (format t "Here we go.") (return-from head 'idea) (format t "We'll never see this.")) Here we go. IDEA ~~~ 调用 `return-from` 允许你的程序，从代码的任何地方，突然但优雅地退出。第二个传给 `return-from` 的实参，用来作为以第一个实参为名的区块的返回值。在 `return-from` 之后的表达式不会被求值。 也有一个 `return` 宏，它把传入的参数当做封闭区块 `nil` 的返回值： ~~~ > (block nil (return 27)) 27 ~~~ 许多接受一个表达式主体的 Common Lisp 操作符，皆隐含在一个叫做 `nil` 的区块里。比如，所有由 `do` 构造的迭代函数： ~~~ > (dolist (x '(a b c d e)) (format t "~A " x) (if (eql x 'c) (return 'done))) A B C DONE ~~~ 使用 `defun` 定义的函数主体，都隐含在一个与函数同名的区块，所以你可以： ~~~ (defun foo () (return-from foo 27)) ~~~ 在一个显式或隐式的 `block` 外，不论是 `return-from` 或 `return` 都不会工作。 使用 `return-from` ，我们可以写出一个更好的 `read-integer` 版本： ~~~ (defun read-integer (str) (let ((accum 0)) (dotimes (pos (length str)) (let ((i (digit-char-p (char str pos)))) (if i (setf accum (+ (* accum 10) i)) (return-from read-integer nil)))) accum)) ~~~ 68 页的版本在构造整数之前，需检查所有的字符。现在两个步骤可以结合，因为如果遇到非数字的字符时，我们可以舍弃计算结果。出现在主体的原子（atom）被解读为标签（labels)；把这样的标签传给 `go` ，会把控制权交给标签后的表达式。以下是一个非常丑的程序片段，用来印出一至十的数字： ~~~ > (tagbody (setf x 0) top (setf x (+ x 1)) (format t "~A " x) (if (< x 10) (go top))) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 NIL ~~~ 这个操作符主要用来实现其它的操作符，不是一般会用到的操作符。大多数迭代操作符都隐含在一个 `tagbody` ，所以是可能可以在主体里（虽然很少想要）使用标签及 `go` 。 如何决定要使用哪一种区块建构子呢（block construct）？几乎任何时候，你会使用 `progn` 。如果你想要突然退出的话，使用`block` 来取代。多数程序员永远不会显式地使用 `tagbody` 。 ## 5.2 语境 (Context)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#context "Permalink to this headline") 另一个我们用来区分表达式的操作符是 `let` 。它接受一个代码主体，但允许我们在主体内设置新变量： ~~~ > (let ((x 7) (y 2)) (format t "Number") (+ x y)) Number 9 ~~~ 一个像是 `let` 的操作符，创造出一个新的词法语境（lexical context）。在这个语境里有两个新变量，然而在外部语境的变量也因此变得不可视了。 概念上说，一个 `let` 表达式等同于函数调用。在 2.14 节证明过，函数可以用名字来引用，也可以通过使用一个 lambda 表达式从字面上来引用。由于 lambda 表达式是函数的名字，我们可以像使用函数名那样，把 lambda 表达式作为函数调用的第一个实参： ~~~ > ((lambda (x) (+ x 1)) 3) 4 ~~~ 前述的 `let` 表达式，实际上等同于： ~~~ ((lambda (x y) (format t "Number") (+ x y)) 7 2) ~~~ 如果有关于 `let` 的任何问题，应该是如何把责任交给 `lambda` ，因为进入一个 `let` 等同于执行一个函数调用。 这个模型清楚的告诉我们，由 `let` 创造的变量的值，不能依赖其它由同一个 `let` 所创造的变量。举例来说，如果我们试着： ~~~ (let ((x 2) (y (+ x 1))) (+ x y)) ~~~ 在 `(+ x 1)` 中的 `x` 不是前一行所设置的值，因为整个表达式等同于： ~~~ ((lambda (x y) (+ x y)) 2 (+ x 1)) ~~~ 这里明显看到 `(+ x 1)` 作为实参传给函数，不能引用函数内的形参 `x` 。 所以如果你真的想要新变量的值，依赖同一个表达式所设立的另一个变量？在这个情况下，使用一个变形版本 `let*` ： ~~~ > (let* ((x 1) (y (+ x 1))) (+ x y)) 3 ~~~ 一个 `let*` 功能上等同于一系列嵌套的 `let` 。这个特别的例子等同于： ~~~ (let ((x 1)) (let ((y (+ x 1))) (+ x y))) ~~~ `let` 与 `let*` 将变量初始值都设为 `nil` 。`nil` 为初始值的变量，不需要依附在列表内: ~~~ > (let (x y) (list x y)) (NIL NIL) ~~~ `destructuring-bind` 宏是通用化的 `let` 。其接受单一变量，一个模式 (pattern) ── 一个或多个变量所构成的树 ── 并将它们与某个实际的树所对应的部份做绑定。举例来说： ~~~ > (destructuring-bind (w (x y) . z) '(a (b c) d e) (list w x y z)) (A B C (D E)) ~~~ 若给定的树（第二个实参）没有与模式匹配（第一个参数）时，会产生错误。 ## 5.3 条件 (Conditionals)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#conditionals "Permalink to this headline") 最简单的条件式是 `if` ；其余的条件式都是基于 `if` 所构造的。第二简单的条件式是 `when` ，它接受一个测试表达式（test expression）与一个代码主体。若测试表达式求值返回真时，则对主体求值。所以 ~~~ (when (oddp that) (format t "Hmm, that's odd.") (+ that 1)) ~~~ 等同于 ~~~ (if (oddp that) (progn (format t "Hmm, that's odd.") (+ that 1))) ~~~ `when` 的相反是 `unless` ；它接受相同的实参，但仅在测试表达式返回假时，才对主体求值。 所有条件式的母体 (从正反两面看) 是 `cond` ， `cond` 有两个新的优点：允许多个条件判断，与每个条件相关的代码隐含在 `progn` 里。`cond` 预期在我们需要使用嵌套 `if` 的情况下使用。 举例来说，这个伪 member 函数 ~~~ (defun our-member (obj lst) (if (atom lst) nil (if (eql (car lst) obj) lst (our-member obj (cdr lst))))) ~~~ 也可以定义成： ~~~ (defun our-member (obj lst) (cond ((atom lst) nil) ((eql (car lst) obj) lst) (t (our-member obj (cdr lst))))) ~~~ 事实上，Common Lisp 实现大概会把 `cond` 翻译成 `if` 的形式。 总得来说呢， `cond` 接受零个或多个实参。每一个实参必须是一个具有条件式，伴随着零个或多个表达式的列表。当 `cond` 表达式被求值时，测试条件式依序求值，直到某个测试条件式返回真才停止。当返回真时，与其相关联的表达式会被依序求值，而最后一个返回的数值，会作为 `cond` 的返回值。如果符合的条件式之后没有表达式的话： ~~~ > (cond (99)) 99 ~~~ 则会返回条件式的值。 由于 `cond` 子句的 `t` 条件永远成立，通常我们把它放在最后，作为缺省的条件式。如果没有子句符合时，则 `cond` 返回 `nil` ，但利用`nil` 作为返回值是一种很差的风格 (这种问题可能发生的例子，请看 292 页)。译注: **Appendix A, unexpected nil** 小节。 当你想要把一个数值与一系列的常量比较时，有 `case` 可以用。我们可以使用 `case` 来定义一个函数，返回每个月份中的天数： ~~~ (defun month-length (mon) (case mon ((jan mar may jul aug oct dec) 31) ((apr jun sept nov) 30) (feb (if (leap-year) 29 28)) (otherwise "unknown month"))) ~~~ 一个 `case` 表达式由一个实参开始，此实参会被拿来与每个子句的键值做比较。接着是零个或多个子句，每个子句由一个或一串键值开始，跟随着零个或多个表达式。键值被视为常量；它们不会被求值。第一个参数的值被拿来与子句中的键值做比较 (使用 `eql` )。如果匹配时，子句剩余的表达式会被求值，并将最后一个求值作为 `case` 的返回值。 缺省子句的键值可以是 `t` 或 `otherwise` 。如果没有子句符合时，或是子句只包含键值时， ~~~ > (case 99 (99)) NIL ~~~ 则 `case` 返回 `nil` 。 `typecase` 宏与 `case` 相似，除了每个子句中的键值应为类型修饰符 (type specifiers)，以及第一个实参与键值比较的函数使用`typep` 而不是 `eql` (一个 `typecase` 的例子在 107 页)。 **译注: 6.5 小节。** ## 5.4 迭代 (Iteration)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#iteration "Permalink to this headline") 最基本的迭代操作符是 `do` ，在 2.13 小节介绍过。由于 `do` 包含了隐式的 `block` 及 `tagbody` ，我们现在知道是可以在 `do` 主体内使用 `return` 、 `return-from` 以及 `go` 。 2.13 节提到 `do` 的第一个参数必须是说明变量规格的列表，列表可以是如下形式： ~~~ (variable initial update) ~~~ `initial` 与 `update` 形式是选择性的。若 `update` 形式忽略时，每次迭代时不会更新变量。若 `initial` 形式也忽略时，变量会使用`nil` 来初始化。 在 23 页的例子中（译注: 2.13 节）， ~~~ (defun show-squares (start end) (do ((i start (+ i 1))) ((> i end) 'done) (format t "~A ~A~%" i (* i i)))) ~~~ `update` 形式引用到由 `do` 所创造的变量。一般都是这么用。如果一个 `do` 的 `update` 形式，没有至少引用到一个 `do` 创建的变量时，反而很奇怪。 当同时更新超过一个变量时，问题来了，如果一个 `update` 形式，引用到一个拥有自己的 `update` 形式的变量时，它会被更新呢？或是获得前一次迭代的值？使用 `do` 的话，它获得后者的值： ~~~ > (let ((x 'a)) (do ((x 1 (+ x 1)) (y x x)) ((> x 5)) (format t "(~A ~A) " x y))) (1 A) (2 1) (3 2) (4 3) (5 4) NIL ~~~ 每一次迭代时， `x` 获得先前的值，加上一； `y` 也获得 `x` 的前一次数值。 但也有一个 `do*` ，它有着和 `let` 与 `let*` 一样的关系。任何 `initial` 或 `update` 形式可以参照到前一个子句的变量，并会获得当下的值： ~~~ > (do* ((x 1 (+ x 1)) (y x x)) ((> x 5)) (format t "(~A ~A) " x y)) (1 1) (2 2) (3 3) (4 4) (5 5) NIL ~~~ 除了 `do` 与 `do*` 之外，也有几个特别用途的迭代操作符。要迭代一个列表的元素，我们可以使用 `dolist` : ~~~ > (dolist (x '(a b c d) 'done) (format t "~A " x)) A B C D DONE ~~~ 当迭代结束时，初始列表内的第三个表达式 (译注: `done` ) ，会被求值并作为 `dolist` 的返回值。缺省是 `nil` 。 有着同样的精神的是 `dotimes` ，给定某个 `n` ，将会从整数 `0` ，迭代至 `n-1` : ~~~ (dotimes (x 5 x) (format t "~A " x)) 0 1 2 3 4 5 ~~~ `dolist` 与 ```dotimes 初始列表的第三个表达式皆可省略，省略时为 ``nil``` 。注意该表达式可引用到迭代过程中的变量。 （译注：第三个表达式即上例之 `x` ，可以省略，省略时 `dotimes` 表达式的返回值为 `nil` 。） do 的重点 (THE POINT OF do) 在 “The Evolution of Lisp” 里，Steele 与 Garbriel 陈述了 do 的重点， 表达的实在太好了，值得整个在这里引用过来： 撇开争论语法不谈，有件事要说明的是，在任何一个编程语言中，一个循环若一次只能更新一个变量是毫无用处的。 几乎在任何情况下，会有一个变量用来产生下个值，而另一个变量用来累积结果。如果循环语法只能产生变量， 那么累积结果就得借由赋值语句来“手动”实现…或有其他的副作用。具有多变量的 do 循环，体现了产生与累积的本质对称性，允许可以无副作用地表达迭代过程： ~~~ (defun factorial (n) (do ((j n (- j 1)) (f 1 (* j f))) ((= j 0) f))) ~~~ 当然在 step 形式里实现所有的实际工作，一个没有主体的 do 循环形式是较不寻常的。 函数 `mapc` 和 `mapcar` 很像，但不会 `cons` 一个新列表作为返回值，所以使用的唯一理由是为了副作用。它们比 `dolist` 来得灵活，因为可以同时遍历多个列表： ~~~ > (mapc #'(lambda (x y) (format t "~A ~A " x y)) '(hip flip slip) '(hop flop slop)) HIP HOP FLIP FLOP SLIP SLOP (HIP FLIP SLIP) ~~~ 总是返回 `mapc` 的第二个参数。 ## 5.5 多值 (Multiple Values)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#multiple-values "Permalink to this headline") 曾有人这么说，为了要强调函数式编程的重要性，每个 Lisp 表达式都返回一个值。现在事情不是这么简单了；在 Common Lisp 里，一个表达式可以返回零个或多个数值。最多可以返回几个值取决于各家实现，但至少可以返回 19 个值。 多值允许一个函数返回多件事情的计算结果，而不用构造一个特定的结构。举例来说，内置的 `get-decoded-time` 返回 9 个数值来表示现在的时间：秒，分，时，日期，月，年，天，以及另外两个数值。 多值也使得查询函数可以分辨出 `nil` 与查询失败的情况。这也是为什么 `gethash` 返回两个值。因为它使用第二个数值来指出成功还是失败，我们可以在哈希表里储存 `nil` ，就像我们可以储存别的数值那样。 `values` 函数返回多个数值。它一个不少地返回你作为数值所传入的实参： ~~~ > (values 'a nil (+ 2 4)) A NIL 6 ~~~ 如果一个 `values` 表达式，是函数主体最后求值的表达式，它所返回的数值变成函数的返回值。多值可以原封不地通过任何数量的返回来传递： ~~~ > ((lambda () ((lambda () (values 1 2))))) 1 2 ~~~ 然而若只预期一个返回值时，第一个之外的值会被舍弃： ~~~ > (let ((x (values 1 2))) x) 1 ~~~ 通过不带实参使用 `values` ，是可能不返回值的。在这个情况下，预期一个返回值的话，会获得 `nil` : ~~~ > (values) > (let ((x (values))) x) NIL ~~~ 要接收多个数值，我们使用 `multiple-value-bind` : ~~~ > (multiple-value-bind (x y z) (values 1 2 3) (list x y z)) (1 2 3) > (multiple-value-bind (x y z) (values 1 2) (list x y z)) (1 2 NIL) ~~~ 如果变量的数量大于数值的数量，剩余的变量会是 `nil` 。如果数值的数量大于变量的数量，多余的值会被舍弃。所以只想印出时间我们可以这么写: ~~~ > (multiple-value-bind (s m h) (get-decoded-time) (format t "~A:~A:~A" h m s)) "4:32:13" ~~~ 你可以借由 `multiple-value-call` 将多值作为实参传给第二个函数： ~~~ > (multiple-value-call #'+ (values 1 2 3)) 6 ~~~ 还有一个函数是 `multiple-value-list` : ~~~ > (multiple-value-list (values 'a 'b 'c)) (A B C) ~~~ 看起来像是使用 `#'list` 作为第一个参数的来调用 `multiple-value-call` 。 ## 5.6 中止 (Aborts)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#aborts "Permalink to this headline") 你可以使用 `return` 在任何时候离开一个 `block` 。有时候我们想要做更极端的事，在数个函数调用里将控制权转移回来。要达成这件事，我们使用 `catch` 与 `throw` 。一个 `catch` 表达式接受一个标签（tag），标签可以是任何类型的对象，伴随着一个表达式主体： ~~~ (defun super () (catch 'abort (sub) (format t "We'll never see this."))) (defun sub () (throw 'abort 99)) ~~~ 表达式依序求值，就像它们是在 `progn` 里一样。在这段代码里的任何地方，一个带有特定标签的 `throw` 会导致 `catch` 表达式直接返回： ~~~ > (super) 99 ~~~ 一个带有给定标签的 `throw` ，为了要到达匹配标签的 `catch` ，会将控制权转移 (因此杀掉进程)给任何有标签的 `catch` 。如果没有一个 `catch` 符合欲匹配的标签时， `throw` 会产生一个错误。 调用 `error` 同时中断了执行，本来会将控制权转移到调用树（calling tree）的更高点，取而代之的是，它将控制权转移给 Lisp 错误处理器（error handler）。通常会导致调用一个中断循环（break loop）。以下是一个假定的 Common Lisp 实现可能会发生的事情： ~~~ > (progn (error "Oops!") (format t "After the error.")) Error: Oops! Options: :abort, :backtrace >> ~~~ 译注：2 个 `>>` 显示进入中断循环了。 关于错误与状态的更多讯息，参见 14.6 小节以及附录 A。 有时候你想要防止代码被 `throw` 与 `error` 打断。借由使用 `unwind-protect` ，可以确保像是前述的中断，不会让你的程序停在不一致的状态。一个 `unwind-protect` 接受任何数量的实参，并返回第一个实参的值。然而即便是第一个实参的求值被打断时，剩下的表达式仍会被求值： ~~~ > (setf x 1) 1 > (catch 'abort (unwind-protect (throw 'abort 99) (setf x 2))) 99 > x 2 ~~~ 在这里，即便 `throw` 将控制权交回监测的 `catch` ， `unwind-protect` 确保控制权移交时，第二个表达式有被求值。无论何时，一个确切的动作要伴随着某种清理或重置时， `unwind-protect` 可能会派上用场。在 121 页提到了一个例子。 ## 5.7 示例：日期运算 (Example: Date Arithmetic)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#example-date-arithmetic "Permalink to this headline") 在某些应用里，能够做日期的加减是很有用的 ── 举例来说，能够算出从 1997 年 12 月 17 日，六十天之后是 1998 年 2 月 15 日。在这个小节里，我们会编写一个实用的工具来做日期运算。我们会将日期转成整数，起始点设置在 2000 年 1 月 1 日。我们会使用内置的 `+` 与 `-` 函数来处理这些数字，而当我们转换完毕时，再将结果转回日期。 要将日期转成数字，我们需要从日期的单位中，算出总天数有多少。举例来说，2004 年 11 月 13 日的天数总和，是从起始点至 2004 年有多少天，加上从 2004 年到 2004 年 11 月有多少天，再加上 13 天。 有一个我们会需要的东西是，一张列出非润年每月份有多少天的表格。我们可以使用 Lisp 来推敲出这个表格的内容。我们从列出每月份的长度开始： ~~~ > (setf mon '(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)) (31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31) ~~~ 我们可以通过应用 `+` 函数至这个列表来测试总长度： ~~~ > (apply #'+ mon) 365 ~~~ 现在如果我们反转这个列表并使用 `maplist` 来应用 `+` 函数至每下一个 `cdr` 上，我们可以获得从每个月份开始所累积的天数： ~~~ > (setf nom (reverse mon)) (31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 28 31) > (setf sums (maplist #'(lambda (x) (apply #'+ x)) nom)) (365 334 304 273 243 212 181 151 120 90 59 31) ~~~ 这些数字体现了从二月一号开始已经过了 31 天，从三月一号开始已经过了 59 天……等等。 我们刚刚建立的这个列表，可以转换成一个向量，见图 5.1，转换日期至整数的代码。 ~~~ (defconstant month #(0 31 59 90 120 151 181 212 243 273 304 334 365)) (defconstant yzero 2000) (defun leap? (y) (and (zerop (mod y 4)) (or (zerop (mod y 400)) (not (zerop (mod y 100)))))) (defun date->num (d m y) (+ (- d 1) (month-num m y) (year-num y))) (defun month-num (m y) (+ (svref month (- m 1)) (if (and (> m 2) (leap? y)) 1 0))) (defun year-num (y) (let ((d 0)) (if (>= y yzero) (dotimes (i (- y yzero) d) (incf d (year-days (+ yzero i)))) (dotimes (i (- yzero y) (- d)) (incf d (year-days (+ y i))))))) (defun year-days (y) (if (leap? y) 366 365)) ~~~ **图 5.1 日期运算：转换日期至数字** 典型 Lisp 程序的生命周期有四个阶段：先写好，然后读入，接着编译，最后执行。有件 Lisp 非常独特的事情之一是，在这四个阶段时， Lisp 一直都在那里。可以在你的程序编译 (参见 10.2 小节)或读入时 (参见 14.3 小节) 来调用 Lisp。我们推导出 `month` 的过程演示了，如何在撰写一个程序时使用 Lisp。 效率通常只跟第四个阶段有关系，运行期（run-time）。在前三个阶段，你可以随意的使用列表拥有的威力与灵活性，而不需要担心效率。 若你使用图 5.1 的代码来造一个时光机器（time machine），当你抵达时，人们大概会不同意你的日期。即使是相对近的现在，欧洲的日期也曾有过偏移，因为人们会获得更精准的每年有多长的概念。在说英语的国家，最后一次的不连续性出现在 1752 年，日期从 9 月 2 日跳到 9 月 14 日。 每年有几天取决于该年是否是润年。如果该年可以被四整除，我们说该年是润年，除非该年可以被 100 整除，则该年非润年 ── 而要是它可以被 400 整除，则又是润年。所以 1904 年是润年，1900 年不是，而 1600 年是。 要决定某个数是否可以被另个数整除，我们使用函数 `mod` ，返回相除后的余数： ~~~ > (mod 23 5) 3 > (mod 25 5) 0 ~~~ 如果第一个实参除以第二个实参的余数为 0，则第一个实参是可以被第二个实参整除的。函数 `leap?` 使用了这个方法，来决定它的实参是否是一个润年： ~~~ > (mapcar #'leap? '(1904 1900 1600)) (T NIL T) ~~~ 我们用来转换日期至整数的函数是 `date->num` 。它返回日期中每个单位的天数总和。要找到从某月份开始的天数和，我们调用`month-num` ，它在 `month` 中查询天数，如果是在润年的二月之后，则加一。 要找到从某年开始的天数和， `date->num` 调用 `year-num` ，它返回某年一月一日相对于起始点（2000.01.01）所代表的天数。这个函数的工作方式是从传入的实参 `y` 年开始，朝着起始年（2000）往上或往下数。 ~~~ (defun num->date (n) (multiple-value-bind (y left) (num-year n) (multiple-value-bind (m d) (num-month left y) (values d m y)))) (defun num-year (n) (if (< n 0) (do* ((y (- yzero 1) (- y 1)) (d (- (year-days y)) (- d (year-days y)))) ((<= d n) (values y (- n d)))) (do* ((y yzero (+ y 1)) (prev 0 d) (d (year-days y) (+ d (year-days y)))) ((> d n) (values y (- n prev)))))) (defun num-month (n y) (if (leap? y) (cond ((= n 59) (values 2 29)) ((> n 59) (nmon (- n 1))) (t (nmon n))) (nmon n))) (defun nmon (n) (let ((m (position n month :test #'<))) (values m (+ 1 (- n (svref month (- m 1))))))) (defun date+ (d m y n) (num->date (+ (date->num d m y) n))) ~~~ **图 5.2 日期运算：转换数字至日期** 图 5.2 展示了代码的下半部份。函数 `num->date` 将整数转换回日期。它调用了 `num-year` 函数，以日期的格式返回年，以及剩余的天数。再将剩余的天数传给 `num-month` ，分解出月与日。 和 `year-num` 相同， `num-year` 从起始年往上或下数，一次数一年。并持续累积天数，直到它获得一个绝对值大于或等于 `n` 的数。如果它往下数，那么它可以返回当前迭代中的数值。不然它会超过年份，然后必须返回前次迭代的数值。这也是为什么要使用 `prev` ，`prev` 在每次迭代时会存入 `days` 前次迭代的数值。 函数 `num-month` 以及它的子程序（subroutine） `nmon` 的行为像是相反地 `month-num` 。他们从常数向量 `month` 的数值到位置，然而`month-num` 从位置到数值。 图 5.2 的前两个函数可以合而为一。与其返回数值给另一个函数， `num-year` 可以直接调用 `num-month` 。现在分成两部分的代码，比较容易做交互测试，但是现在它可以工作了，下一步或许是把它合而为一。 有了 `date->num` 与 `num->date` ，日期运算是很简单的。我们在 `date+` 里使用它们，可以从特定的日期做加减。如果我们想透过`date+` 来知道 1997 年 12 月 17 日六十天之后的日期: ~~~ > (multiple-value-list (date+ 17 12 1997 60)) (15 2 1998) ~~~ 我们得到，1998 年 2 月 15 日。 ## Chapter 5 总结 (Summary)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#chapter-5-summary "Permalink to this headline") 1. Common Lisp 有三个基本的区块建构子： `progn` ；允许返回的 `block` ；以及允许 `goto` 的 `tagbody` 。很多内置的操作符隐含在区块里。 2. 进入一个新的词法语境，概念上等同于函数调用。 3. Common Lisp 提供了适合不同情况的条件式。每个都可以使用 `if` 来定义。 4. 有数个相似迭代操作符的变种。 5. 表达式可以返回多个数值。 6. 计算过程可以被中断以及保护，保护可使其免于中断所造成的后果。 ## Chapter 5 练习 (Exercises)[](http://acl.readthedocs.org/en/latest/zhCN/ch5-cn.html#chapter-5-exercises "Permalink to this headline") 1. 将下列表达式翻译成没有使用 `let` 与 `let*` ，并使同样的表达式不被求值 2 次。 ~~~ (a) (let ((x (car y))) (cons x x)) (b) (let* ((w (car x)) (y (+ w z))) (cons w y)) ~~~ 1. 使用 `cond` 重写 29 页的 `mystery` 函数。（译注: 第二章的练习第 5 题的 (b) 部分) 2. 定义一个返回其实参平方的函数，而当实参是一个正整数且小于等于 5 时，不要计算其平方。 3. 使用 `case` 与 `svref` 重写 `month-num` (图 5.1)。 4. 定义一个迭代与递归版本的函数，接受一个对象 x 与向量 v ，并返回一个列表，包含了向量 v 当中，所有直接在 `x` 之前的对象： ~~~ > (precedes #\a "abracadabra") (#\c #\d #\r) ~~~ 1. 定义一个迭代与递归版本的函数，接受一个对象与列表，并返回一个新的列表，在原本列表的对象之间加上传入的对象： ~~~ > (intersperse '- '(a b c d)) (A - B - C - D) ~~~ 1. 定义一个接受一系列数字的函数，并在若且唯若每一对（pair）数字的差为一时，返回真，使用 ~~~ (a) 递归 (b) do (c) mapc 与 return ~~~ 1. 定义一个单递归函数，返回两个值，分别是向量的最大与最小值。 2. 图 3.12 的程序在找到一个完整的路径时，仍持续遍历伫列。在搜索范围大时，这可能会产生问题。 ~~~ (a) 使用 catch 与 throw 来变更程序，使其找到第一个完整路径时，直接返回它。 (b) 重写一个做到同样事情的程序，但不使用 catch 与 throw。 ~~~