Common Lisp/基礎主題/函式

函式是一個幾乎在每種程式語言中都會遇到的概念，但在 Lisp 中，函式尤其重要。從歷史上看，Lisp 受 lambda 演算的啟發，其中每個物件都是一個函式。另一方面，在許多程式語言中，函式幾乎不是物件。Lisp 不是這樣：這裡的函式與其他物件具有相同的許可權，我們將在本章中討論它。

定義函式

函式最常使用defun（DEfine FUNction）宏來建立。此宏接受一個引數列表和一個 Lisp 表示式序列，稱為函式的主體。defun 的典型用法如下

 (defun print-arguments-and-return-sum (x1 x2)
    (print x1)
    (print x2)
    (+ x1 x2))

這裡，引數列表是 (x1 x2)，主體是 (print x1) (print x2) (+ x1 x2)。當呼叫函式時，主體中的每個表示式都會按順序（從第一個到最後一個）求值。如果發生了一些事情，我們想在到達最後一個表示式之前從函式中返回怎麼辦？return-from 宏允許我們做到這一點。例如

  (defun print-arguments-and-return-sum (x1 x2)
    (print x1)
    (print x2)
    (unless (and (numberp x1) (numberp x2))
       (return-from print-arguments-and-return-sum "Error!"))
    (+ x1 x2))

return-from 的第二個引數是可選的，這意味著它可以只使用一個引數呼叫 - 在這種情況下，函式將返回nil。但是等等：他們是怎麼做到的？我們的函式只接受兩個引數：不多也不少。答案是我們所說的“引數列表”並不像看起來那樣簡單。它實際上被稱為lambda 列表，而我們將在其他地方遇到它。稍後，我將解釋如何在函式中允許可選和關鍵字引數。

函式作為資料

如本章開頭所述，Lisp 函式可以像任何其他物件一樣使用：它們可以儲存在變數中，作為引數傳遞給其他函式，並作為函式的值返回。在上一節中，我們定義了一個函式。該函式現在儲存在符號print-arguments-and-return-sum的函式單元中 - defun 將其放在那裡。但是，它並不永遠繫結到這個位置 - 我們可以將其提取出來，並放到另一個符號中，例如。為了訪問符號的函式單元，我們可以使用訪問器symbol-function。讓我們將我們的函式儲存在另一個符號中

 (setf paars (symbol-function 'print-arguments-and-return-sum))

第一個反應是做這樣的事情

 >(paars 1 1)
 EVAL: undefined function PAARS
   [Condition of type SYSTEM::SIMPLE-UNDEFINED-FUNCTION]

這是因為我們將函式放入了符號的值單元而不是其函式單元。很容易修復

 (setf (symbol-function 'paars)
       (symbol-function 'print-arguments-and-return-sum))

由於symbol-function 是一個訪問器，我們可以使用setf 與其一起使用。現在 (paars 1 1) 會產生它應該產生的結果。

雖然symbol-function 存在是有原因的，但它幾乎從未在真實程式碼中使用。這是因為它被 Lisp 的其他幾個特性所取代。其中之一是function 特殊運算子。它與symbol-function 特殊運算子的工作方式類似，只是它不會求值其引數，並且它返回當前繫結到符號的函式，這可能實際上不是其函式單元。(function foo) 也可以縮寫為 #'，這極大地提高了它的實用性。另一方面，不可能寫

 (setf (function paars) (function print-arguments-and-return-sum))

幸運的是，可以從除符號的函式單元以外的其他地方呼叫函式。函式設計器要麼是一個符號（在這種情況下使用其函式單元），要麼是函式本身。funcall 和apply 用於透過其函式設計器呼叫函式。請記住，符號paars 現在在其函式單元和值單元中包含相同的函式。讓我們改變它的值單元，以便差異顯而易見

 (setf paars #'+)

現在讓我們以不同的方式呼叫它

 (funcall paars 1 2)   ;equivalent to (+ 1 2)
 (funcall 'paars 1 2)  ;equivalent to (funcall (symbol-function paars) 1 2)
 (funcall #'paars 1 2) ;equivalent to (paars 1 2)

第二個和第三個例子之間的區別在於，如果paars 暫時繫結（使用flet 或labels）到其他函式，則第三個 funcall 將使用此臨時函式，而第二個 funcall 將仍然使用其函式單元。