【Scheme】Scheme 編程學(xué)習(xí) (七) —— Macros 宏

Macros in scheme
Scheme 語(yǔ)言中的宏，一般我們會(huì)在各種編程語(yǔ)言中見(jiàn)到宏，在 Scheme 中也是同樣的 idea

I - 問(wèn)題 (The problem)

(define num 3)
; 定義符號(hào) num 為 3
(cond
	((zero? num) (display "Z"))
	((positive? num) (display "P"))
	(else (display "N")))

設(shè)置一個(gè)條件判斷，如果 num 為 0 ，則打印 Z (z 代表 zero 零)，若為正數(shù)則打印 P (p 代表 positive 正數(shù)) , 其他則打印 N (n 代表 negative 負(fù)數(shù)）

II - 隱藏復(fù)雜度 (Hiding complexity)

• How can we avoid repeating ourselves?
  如何避免重復(fù)，編程通用的方式是 DRY (don’t repeat yourself 不要重復(fù)你自己)
• How can we speak at the right level?
  如何在一個(gè)高的層面 (in a high level) 使用 Scheme

避免重復(fù)的原因是，我們一次表達(dá)出了一個(gè)概念 (express a concept)，我們不需要在每次使用的時(shí)候都重新表達(dá)這個(gè)概念 (without re-express it every time)，另一種原因是，我們不必要去思考底層實(shí)現(xiàn) (implementation)，轉(zhuǎn)而去思考更高層面的問(wèn)題。

僅用代碼實(shí)現(xiàn)一次 (code your concept once)，其他時(shí)候只需要引用 (refer to) 它，這里我們希望做的事是避免 (avoid) 重復(fù)代碼中的條件表達(dá)式 (cond expression)，do once and leave it alone.

在編程語(yǔ)言中 (In program languages), 有多種方式 (several way) 來(lái)實(shí)現(xiàn)

• Functions 編寫(xiě)函數(shù)
• Classes 使用類(lèi)
• Extending the language 擴(kuò)展語(yǔ)言
  • Code generation 程序生成代碼
    (比如 Qt 擴(kuò)展了 C++，并在編譯時(shí)使用元對(duì)象系統(tǒng)生成 moc 相關(guān)的C++代碼)
  • Macros 宏

III - 初次嘗試 (First attempt)

(define (3-state
		value
		positive-body
		zero-body
		negative-body)
	(cond
		((zero? value)		zero-body)
		((positive? value)	positive-body)
		(else				negative-body)))

我們定義一個(gè)函數(shù) 3-state 需要四個(gè)入?yún)?value, positive-body, zero-body, negative-body
這個(gè)函數(shù)體是一個(gè)條件表達(dá)式 (cond expression)

嘗試調(diào)用

(3-state
	100 (display "P") (display "Z") (display "N"))
; PZN

這種方式定義與調(diào)用會(huì)執(zhí)行所有的 Scheme 語(yǔ)句，所以我們無(wú)法直接定義函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

IV - 解決方案 (A solution)

因此我們需要定義宏 (macros)，定義 syntax ，

(define-syntax
	3-state
	(syntax-rules ()
		((3-state
			value positive-body zero-body negative-body)
		(cond
			((zero? value)		zero-body)
			((positive? value)	positive-body)
			(else				negative-body)))))

第二個(gè)參數(shù)為 syntax-rules ，這里是需要做的匹配和需要擴(kuò)展的模板 (the matching you should do, the template you should expand), 使用模式匹配 (pattern)，并使用內(nèi)容替換 (substitute in code)

> (3-state
	100 (display "P") (display "Z") (display "N"))
; P

調(diào)用

> (3-state
	0 (display "P") (display "Z") (display "N"))
; Z
> (3-state
	-100 (display "P") (display "Z") (display "N"))
; N

V - 其他的實(shí)現(xiàn)方式 (How else could we do this?)

在其他語(yǔ)言中如何實(shí)現(xiàn)

5.1 - 宏 (Macros)

在 C 中使用 Macros 舉例如下

/* MACROS */

#define THREESTATE(VALUE,PBODY,ZBODY,NBODY) \
	{\
		int v = (VALUE); \
		if (v == 0) 	{ (ZBODY); }\
		else if (v > 0) { (PBODY); }\
		else 			{ (NBODY); }\
	}

int main()
{
	THREESTATE(3, print("P\n"), print("Z\n"), print("N\n"));
	return 0;
}

macros 為 literal expression 無(wú)法調(diào)試 (debug)，
如何在 scheme 中使用 substitute

5.2 - 引用 （Quoting）

這是一部分 JavaScript 代碼，函數(shù)體使用字符串來(lái)定義 (body express in strings)，通過(guò) eval 函數(shù)來(lái)調(diào)用。

function threeState( value, pbody, zbody, nbody )
{
	if (value === 0) 	{ eval( zbody ); }
	else if (value > 0) { eval( pbody ); }
	else 				{ eval( nbody ); }
}

threeState(
	3, "print('P')", "print('Z')", "print('N')" );

5.3 - 函數(shù)指針 (Function pointers)

def three_state(
		value, p_body_fn, z_body_fn, n_body_fn):
	if value == 0:  z_body_fn()
	elif value > 0: p_body_fn()
	else:			n_body_fn()

def pr( x ):
	def ret():
		print x
	return ret

three_state(3, pr("P"), pr("Z"), pr("N"))

5.4 - 類(lèi) (class)

class TestJava {
	
	interface IThreeStateBodies {
		void positiveBody();
		void zeroBody();
		void negativeBody();
	}

	static void threeState(
			int value, IThreeStateBodies bodies ) {
		if ( value == 0 ) 		bodies.zeroBody();
		else if ( value > 0 )	bodies.positiveBody();
		else					bodies.negativeBody();
	}
	
	public static void main( String[] args ) {
		threeState( 3,
			new IThreeStateBodies() {
				public void positiveBody() {
					System.out.println( "P" );
				}
				public void zeroBody() {
					System.out.println( "Z" );
				}
				public void negativeBody() {
					System.out.println( "N" );
				}
			}
		);
	}

Java 通過(guò)定義 Interface文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-736473.html

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