第十五章 定义语法
最后更新于：2022-04-01 03:22:38
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## 15.1 简介
本章中，我会讲解如何自定义语法。用户定义语法称作**宏（Macro）**。Lisp/Scheme中的宏比C语言中的宏更加强大。宏可以使你的程序优美而紧凑。
宏是代码的变换。代码在被求值或编译前进行变换，and the procedure continues as if the transformed codes are written from the beginning.
你可以在Scheme中通过用符合R5RS规范的`syntax-rules`轻易地定义简单宏，相比之下，在Common Lisp中自定义语法就复杂多了。使用`syntax-rules`可以直接定义宏而不用担心**变量的捕获（Variable Capture）**。On the other hand, defining complicated macros that cannot be defined using the syntax-rules is more difficult than that of the Common Lisp.
## 15.2 实例：简单宏
我将以一个简单的宏作为例子。
[代码片段 1] 一个将变量赋值为’()的宏
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(define-syntax nil!
(syntax-rules ()
((_ x)
(set! x '()))))
~~~
`syntax-reuls`的第二个参数由是变换前表达式构成的表。`_`代表宏的名字。简言之，**代码片段1**表示表达式`(nil! x)`会变换为`(set! x '())`.
这类过程不能通过函数来实现，这是因为函数的闭包性质限制它不能影响外部变量。让我们来用函数实现**代码片段1**，并观察效果。
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(define (f-nil! x)
(set! x '()))
(define a 1)
;Value: a
(f-nil! a)
;Value: 1
a
;Value: 1 ; the value of a dose not change
(nil! a)
;Value: 1
a
;Value: () ; a becomes '()
~~~
我会演示另外一个例子。我们编写宏`when`，其语义为：当谓词求值为真时，求值相应语句。
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(define-syntax when
(syntax-rules ()
((_ pred b1 ...)
(if pred (begin b1 ...)))))
~~~
**代码片段2**中的`...`代表了任意多个数的表达式（包括0个表达式）。**代码片段2**揭示了诸如表达式`(when pred b1 ...)`会变换为`(if pred (begin b1 ...))`。
由于这个宏是将表达式变换为`if`特殊形式，因此它不能使用函数来实现。下面的例子演示了如何使用`when`。
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(let ((i 0))
(when (= i 0)
(display "i == 0")
(newline)))
i == 0
;Unspecified return value
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我会演示两个实宏：`while`和`for`。只要谓词部分求值为真，`while`就会对语句体求值。而数字在指定的范围中，`for`就会对语句体求值。
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(define-syntax while
(syntax-rules ()
((_ pred b1 ...)
(let loop () (when pred b1 ... (loop))))))
(define-syntax for
(syntax-rules ()
((_ (i from to) b1 ...)
(let loop((i from))
(when (< i to)
b1 ...
(loop (1+ i)))))))
~~~
下面演示了如何实用它们：
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define-syntax while
(syntax-rules ()
((_ pred b1 ...)
(let loop () (when pred b1 ... (loop))))))
(define-syntax for
(syntax-rules ()
((_ (i from to) b1 ...)
(let loop((i from))
(when (< i to)
b1 ...
(loop (1+ i)))))))
~~~
> 练习1
>
> 编写一个宏，其语义为：当谓词求值为假时执行相应的表达式。（语义与`when`相对）
## 15.3 syntax-rule的更多细节
### 15.3.1 多个定义模式