Lisp

´
Introduccion

Backquote

Definiendo macros

Probando macros

´ II
Metodolog´ıas de Programacion
Macros en Lisp
´
Dr. Alejandro Guerra-Hernandez
Departamento de Inteligencia Artificial
Facultad de F´ısica e Inteligencia Artificial
[email protected]
http://www.uv.mx/aguerra

Maestr´ıa en Inteligencia Artificial 2012

Ejemplos

´
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Probando macros

Ejemplos

Programas que escriben programas

I

I

´ de una macro es esencialmente el de una
La definicion
´ que genera codigo
´
funcion
Lisp –un programa que genera
programas.
´ produce un resultado,
Diferencia importante: Una funcion
´ que al ser
pero una macro produce una expresion
evaluada produce un resultado.

´
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Ejemplo: nil!

I

Supongan que queremos escribir la macro nil! que
asigna a su argumento el valor nil. Queremos que
(nil! x) tenga el mismo efecto que (setq x nil)
CL-USER> (defmacro nil! (var)
(list ’setq var nil))
NIL!
CL-USER> (nil! x)
NIL
CL-USER> x
NIL

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7

I

´
¿Como
evalua
´ Lisp la llamada en la l´ınea 4?

Ejemplos

´
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Ejemplos

´ de una macro
Evaluacion

I

Lisp identifica a nil! como una macro y:
I

I

´ especificada por la definicion
´ de la
Construye la expresion
´ lo que
marco en la fase conocida como macro-expansion,
´ (setq x nil); y entonces
genera la expresion
´ obtenida en lugar de la llamada original
Evalua la expresion
a la macro, esto es, se evalua
´ (setq x nil), como si el
programador la hubiese tecleado.

´
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Ejemplos

´ solo
´ en algunas partes
Deteniendo la evaluacion

I

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8

´ especial de nuestro conocido
El backquote es una version
quote, que puede ser usado para definir moldes de
expresiones Lisp.
CL-USER 3
(A B C)
CL-USER 4
(A B C)
CL-USER 5
3
CL-USER 6
(A (2 C))

> (list ’a ’b ’c)
> ‘(a b c)
> (setf a 1 b 2 c 3)
> ‘(a (,b c))

´
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Ejemplos

Ventajas de backquote

I

1
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3
4

´ faciles
´
Hace que las expresiones sean mas
de leer, debido
´ con apostrofo
´
a que la expresion
invertido es similar a su
´ Vean las definiciones de nil!
macro-expansion.
(defmacro nil!
(list ’setq
(defmacro nil!
‘(setq ,var

(var)
var nil))
(var)
nil))

´
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´ complejo: nif
Un ejemplo mas

I
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4

´
un if numerico:
CL-USER 8 > (mapcar #’(lambda(x)
(nif x ’p ’c ’n))
’(0 2.5 -8))
(C P N)

Ejemplos

´
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´
Nif con apostrofo

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5

(defmacro nif (expr pos zero neg)
‘(case (truncate (signum ,expr))
(1 ,pos)
(0 ,zero)
(-1 ,neg)))

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Ejemplos

´
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Definiendo macros

´
Nif sin apostrofo

1
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5
6

(defmacro nif (expr pos zero neg)
(list ’case
(list ’truncate (list ’signum expr))
(list 1 pos)
(list 0 zero)
(list -1 neg)))

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Ejemplos

´
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Coma-arroba

I

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6

´ que en lugar de
Funciona como la coma normal, solo
´ que antecede, inserta su
insertar el valor de la expresion
´
´ externos:
valor removiendo los parentesis
mas
CL-USER 10 > (setq b ’(1 2 3))
(1 2 3)
CL-USER 11 > ‘(a ,b c)
(A (1 2 3) C)
CL-USER 12 > ‘(a ,@b c)
(A 1 2 3 C)

Ejemplos

´
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Ejemplo de uso: mi-when

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3

(defmacro mi-when (test &body body)
’(if ,test
(progn ,@body)))

´
el parametro
&body toma un numero
arbitrario de argumentos
´
´ progn.
y el operador coma-arroba los inserta en un solo

Ejemplos

´
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Ejemplos

Definiendo macros simples

I

1
2

Se comienza con la llamada a la macro que queremos
´
definir. Escribirla en un papel y abajo escriban la expresion
que quieren producir con la macro:
llamada: (mem-eq obj lst)
expansi´
on: (member obj lst :test #’eq)

´
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Ejemplos

´
Parametros
de la macro

I

1

´
La llamada nos sirve para definir los parametros
de la
macro. En este caso, como necesitamos dos argumentos,
´
el inicio de la macro sera:
(defmacro mem-eq (obj lst)

´
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Cuerpo de la macro
I

I

I

Para cada argumento en la llamada a la macro, tracen un
´
l´ınea hac´ıa donde son insertadas en la expansion.
´
Comiencen el cuerpo de la macro con un apostrofo
invertido.
´ expresion
´ por expresion:
´
Ahora lean la expansion
´ en la llamada,
1. Si no hay una l´ınea conectado la expresion
´ tal cual en el cuerpo de la
entonces escribir la expresion
macro.
´ escriban la expresion
´ precedida por
2. Si hay una conexion,
una coma.

1
2

(defmacro mem-eq (obj lst)
‘(member ,obj ,lst :test #’eq))

Ejemplos

´
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Probando macros

Macros de aridad indeterminada
I

(defmacro while (test &body body)
‘(do ()
((not ,test))
,@body))

1
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4

I
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4
5
6

Hay que recurrir a coma-arroba:

y obtenemos una nueva estructura de control
CL-USER> (let ((i 0))
(while (< i 10)
(princ i)
(setf i (1+ i))))
0123456789
NIL

Ejemplos

´
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Probando macros

Ejemplos

Macro expansiones

I

I

´ complejas, es necesario poder observar
Para macros mas
´ ha sido correcta.
si la expansion
Para ello lisp provee dos funciones predefinidas:
I

I

macroexpand muestra como la macro se expandir´ıa antes
de ser evaluada. Si la macro hace uso de otras macros,
´ de la expansion
´ es de poca utilidad.
esta revision
´ macroexpand-1 muestra la expansion
´ de un
La funcion
´ paso.
solo

´
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´
Ejemplos de macro expansion

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CL-USER 2 > (pprint(macroexpand
’(while (puedas) (rie))))
(BLOCK NIL
(LET ()
(DECLARE (IGNORABLE))
(DECLARE)
(TAGBODY
#:G747 (WHEN (NOT (PUEDAS)) (RETURN-FROM NIL NIL))
(RIE)
(GO #:G747))))

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CL-USER 3 > (pprint (macroexpand-1
’(while (puedas) (rie))))
(DO () ((NOT (PUEDAS))) (RIE))

Ejemplos

´
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Probando macros

Una meta macro

I

1
2

Si vamos a hacer esto muchas veces, nos convine definir
una macro:
(defmacro mac (expr)
‘(pprint (macroexpand-1 ’,expr)))

de forma que podemos evaluar ahora:
1
2
3

CL-USER> (mac (while (puedas) rie))
(DO () ((NOT (PUEDAS))) RIE)
; Not value

Ejemplos

´
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Ejemplos

´
Evaluando la expansion

I

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4

´ obtenida puede evaluarse en el TOP-LEVEL
La expansion
para experimentar con la macro:
CL-USER> (setq aux (macroexpand-1 ’(mem-eq ’a ’(a b c))))
(MEMBER ’A ’(A B C) :TEST #’EQ)
CL-USER> (eval aux)
(A B C)

´
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for, in y random-choice
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(defmacro for (var start stop &body body)
(let ((gstop (gensym)))
‘(do ((,var ,start (1+ ,var))
(,gstop ,stop))
((> ,var ,gstop))
,@body)))

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(defmacro in (obj &rest choices)
(let ((insym (gensym)))
‘(let ((,insym ,obj))
(or ,@(mapcar #’(lambda(c) ‘(eql ,insym ,c))
choices)))))

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(defmacro random-choice (&rest exprs)
‘(case (random ,(length exprs))
,@(let ((key -1))
(mapcar #’(lambda(expr)
‘(,(incf key) ,expr))
exprs))))

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Corridas

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CL-USER 3 > (for x 1 8 (princ x))
12345678
NIL
CL-USER 4 > (in 3 1 2 3)
T
CL-USER 5 > (random-choice 1 2 3)
1
CL-USER 6 > (random-choice 1 2 3)
3
CL-USER 7 > (random-choice 1 2 3)
3
CL-USER 8 > (random-choice 1 2 3)
1
CL-USER 9 > (random-choice 1 2 3)
1
CL-USER 10 > (random-choice 1 2 3)
2

Probando macros

Ejemplos

´
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Definiendo macros

macro expansiones

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CL-USER> (mac (for x 1 9 (princ x)))
(DO ((X 1 (1+ X))
(#:G1009 9))
((> X #:G1009)) (PRINC X))
; No value
CL-USER> (mac (in 3 1 2 3))
(LET ((#:G1010 3)) (OR (EQL #:G1010 1)
(EQL #:G1010 2)
(EQL #:G1010 3)))
; No value
CL-USER> (mac (random-choice 1 2 3))
(CASE (RANDOM 3) (0 1) (1 2) (2 3))
; No value

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Bibliograf´ıa

P. Graham.
On Lisp: Advanced Techniques for Common Lisp.
Prentice Hall International, 1993.

Ejemplos