为什么我不能 (push 3 '()) 在 Common Lisp 的 REPL 中？

如何解决为什么我不能 (push 3 '()) 在 Common Lisp 的 REPL 中？

我在 Emacs 中使用 Common Lisp 和 Slime。与使用突变相比，我有更多避免突变的经验。

在 REPL 中我可以：

CL-USER> (defvar so-example '())
SO-EXAMPLE

CL-USER> (push 7 so-example)
(7)

它有效。但是，如果我尝试：

CL-USER> (push 7 '())

我收到一条错误消息：

未定义函数：(SETF QUOTE)

好的。由于 quote 有问题，我也试过：

CL-USER> (push 7 nil)

这也会引发错误消息：

NIL 是一个常量，因此不能设置。

为什么会这样？为什么有意义？

对我来说，这很奇怪。

解决方法

在 Common Lisp 中修改文字常量会导致未定义的行为； from the HyperSpec:

如果文字对象（包括引用对象）被破坏性地修改，后果是不确定的。

这解释了使用 (push 7 nil) 观察到的错误消息；相同的错误消息会伴随 (push 7 ())。

表达式 (push 7 '()) 等价于 (setf '() (cons 7 '()))。 setf 需要 place，但 (quote ()) 不是一个地方。 setf 宏在意识到 quote 无法生成可设置的位置时捕获错误。

请注意，according to the documentation、push 需要一个 item 和一个 place（不是 list）：“ push 将 item 附加到存储到位的列表中......”。也就是说，place 是对列表的引用，而不是列表本身。

一般来说，尝试改变这样的字面常量没有多大意义。考虑用数字来做这件事。试图通过修改数字 7 将 7 更改为 8 不是我们想要做的。相反，我们将建立一个 binding 到 7，并改变绑定。用空列表做同样的事情：

CL-USER> (defvar empty-list '())
SO-EXAMPLE
CL-USER> (setf empty-list (cons 7 empty-list))
(7)

这里建立了到空列表的绑定 (empty-list)，然后绑定发生了变化，将 empty-list 绑定到通过 consing {{1} 创建的新列表} 到 7。这正是在第一个发布的示例中发生的事情。

()

使用算术的类似示例可能是：

CL-USER> (defvar so-example '())
SO-EXAMPLE
CL-USER> (push 7 so-example)
(7)

然而，您可能不会期望 CL-USER> (defvar x 7) X CL-USER> (setf x (+ 1 x)) 8 CL-USER> x 8 做任何好事。

宏 PUSH 的文档说：

push item place => new-place-value

Places 是通用引用：变量、数组槽、结构槽、CLOS 对象槽等等。它们记录在此处：CLHS 5.1 Generalized Reference

广义是什么意思？在 Common Lisp 中，places 是一个超越简单引用（如变量或槽）的概念。它甚至是用户可扩展的 -> 可以定义新类型的地点。

NIL 作为一个地方

NIL（与 () 相同）被记录为常量变量。

因此这样的事情失败了：

(setf nil 10)

(push 10 nil) 正在尝试将 10 推送到位置 NIL。

CL-USER 1 > (macroexpand-1 '(push 10 nil))
(LET ((#:|new-value-1070| 10))
  (LET* ((#:|Store-Var-1069| (CONS #:|new-value-1070| NIL)))
    (SETQ NIL #:|Store-Var-1069|)))

有：尝试将 NIL（作为参考，这里是变量）设置为值 10。

由于 NIL 被定义为一个常量变量，并且常量变量是不可改变的，所以我们不能把东西推到{{1 }}。

因此 nil 不是一个有用的地方。

'NIL 作为一个地方

为什么 NIL 会失败？与 (push 10 '()) 和 (push 10 'nil) 相同。

同样，(push 10 (quote nil)) 需要一个位置。 push 不是一个明确的地点。

默认定义的位置在此处定义：CLHS 5.1.2 Kinds of Places。

这是有道理的，因为 (quote ...) 没有引用任何东西。请记住：地点是一般参考。它应该是一个文字对象 '()。

功能缺点

如果我们想向列表中添加一个新对象，那么我们使用 ():

cons

必须使用结果列表：将其存储在某处，将其传递给函数，...

push 不适用于文字作为第二个参数，因为它应该改变第二个参数指示的位置。空列表没有位置，无法重新定义。

push 是一个宏，它为不同外观的第二个参数做不同的事情。您可以通过查看 maroexpand-1:

来检查它的作用

(macroexpand-1 '(push 5 binding))
; ==> (set1 binding (cons 5 binding))

(macroexpand-1 '(push 5 (car structure)))
; ==> (let* ((tmp structure))
;       (rplaca tmp (cons 5 (car tmp))))

它如何知道要做什么是通过查看 setf 函数。例如。调用：

(get-setf-expansion 'binding)
; ==> () 
;     ()
;     (tmp)
;     (setq binding tmp)
;     binding

您可以定义自己的，例如。一个类，这样您就可以将元素push 添加到您创建的类的对象中，并使其做一些特别的事情。例如。您正在扩展 push 的语言功能，使其也支持您创建的类。

那么当我评估 (get-setf-expansion ''()) 时会发生什么，你就会明白 (macroexpand-1 '(push 3 '()) 的展开变成的原因：

(let* ((tmp (cons 3 '())))
  (funcall #'(setf quote) tmp '()))

这就是您异常错误消息的来源。