Common Lisp：有什么办法可以避免 defvar 或 defparameter？

问题描述

我正在使用 SBCL 2.0.1.debian 和 Paul Graham 的 ANSI Common Lisp 来学习 Lisp。

尽管在第 2 章中，我意识到我不能像作者那样使用 setf！稍微谷歌搜索，我了解到我必须使用 defvar 或 defparameter 来“引入”我的全局变量，然后才能使用 setq 设置它们！

有什么办法可以避免通过 defvar 或 defparameter 引入全局变量，无论是从 SBCL 内部还是从外部通过开关？其他 Lisp 是否也要求这样做？

我了解它们在大型代码库中的价值，但现在我只是通过编写小型程序来学习，因此我发现它们很麻烦。我习惯于在其他语言中使用全局变量，所以不必介意全局/局部变量错误。

解决方法

如果您正在编写程序，从某种意义上说，文件中存在一些持久存在的东西，那么请使用 def* 形式。未定义变量的顶级 setf / setq 在 CL 中具有未定义的语义，更糟糕的是，在不同的实现中具有不同的语义。键入 defvar、defparameter 或 defconstant 并不比键入 setf 或 setq 难多少，这意味着您的程序将具有定义的语义，这通常被认为是一种好的事物。所以不，对于程序，没有办法避免使用 def* 形式，或某种等效形式。

如果你只是在 REPL/监听器上输入东西来玩东西，那么我认为只在顶级使用 setf 就可以了（没有人使用在 REPL 输入的东西真的持久的环境我想多了）。

您说您习惯于在其他语言中使用全局变量。取决于那些其他语言是什么，这很可能意味着您不习惯于使用 def* 形式定义的绑定的 CL 语义，这不仅是全局的，而且全局特殊，或全局动态。我不知道哪些其他语言甚至具有 CL 的特殊/词汇区别，但我怀疑没有那么多。例如考虑这个 Python (3) 程序：

x = 1

def foo():
    x = 0
    print(x)
    def bar():
        nonlocal x
        x += 1
        return x
    return bar

y = foo()

print(y())
print(y())
print(x)

如果你运行它会打印

所以考虑“等效”的 CL 程序（注意：永远不要用这样命名的变量编写程序）：

(defvar x 1)

(defun foo ()
  (let ((x 0))
    (print x)
    (lambda ()
      (incf x))))

(let ((y (foo)))
  (print (funcall y))
  (print (funcall y))
  (print x)
  (values))

如果你运行它会打印

我认为您可以同意这与 Python 程序打印的内容大不相同。

那是因为 CL 中的顶级变量是特殊的，或动态变量：在上面的 CL 程序中，x 是动态范围的，因为 x 已被 defvar 声明为全局特殊的，这意味着对 foo 返回的函数的调用正在改变 x 的全局值。

Python 根本没有动态绑定（但您可以编写 Python 模块，将它们模拟为访问显式绑定堆栈的函数，但有点狡猾）。类似的事情也是其他语言公开动态绑定的方式。例如，Racket 就是这样做的：

(define d (make-parameter 1))

(define (foo)
  (parameterize ([d 0])
    (display (d))
    (λ ()
      (d (+ (d) 1))
      (d))))

(let ([y (foo)])
  (display (y))
  (display (y))
  (display (d)))

将打印

虽然这个程序

(define x 1)

(define (foo)
  (let ([x 0])
    (displayln x)
    (λ ()
      (set! x (+ x 1))
      x)))

(let ([y (foo)])
  (displayln (y))
  (displayln (y))
  (displayln x))

将打印

就像 Python 那样。

如果不是 CL 的兼容性要求，这也许也是 CL 应该这样做的方式（这显然是个人意见，我对 CL 做的方式感到满意）。

CL 根本没有顶级（全局）词法绑定（但您可以编写一个 CL 程序，该程序将使用符号宏以非常令人信服的方式模拟它们）。如果你想要这样的东西，我怀疑互联网上已经有一些东西，或者我可以继续整理我的实现。作为一个使用这种东西的程序的例子：

(defglex x 1)

(defun foo ()
  (let ((x 0))
    (print x)
    (lambda ()
      (incf x))))

(let ((y (foo)))
  (print (funcall y))
  (print (funcall y))
  (print x))

将打印

CL 具有词法和动态（特殊）非全局绑定。

注意：使用 def* 形式定义的事物是全局特殊/动态的，这意味着它们的所有绑定都是动态的，这就是为什么您应该始终使用 * 约定来区分此类变量的名称：(defvar *my-var* ...) 和 never (defvar my-var ...)。（不过，(defconstant my-constant ...) 没问题。）

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