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。
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(a) (let ((x (car y)))
(cons x x))
(b) (let* ((w (car x))
(y (+ w z)))
(cons w y))
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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:
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> (precedes #\a "abracadabra")
(#\c #\d #\r)
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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:
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> (intersperse '- '(a b c d))
(A - B - C - D)
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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
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(a) 递归
(b) do
(c) mapc 与 return
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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。
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(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。
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