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第 13 章 编译期计算 第 13 章 编译期计算 前⾯的章节描述了⼏类只能⽤宏实现的操作符。本章将介绍⽤函数可以解决， ⽤宏 能更⾼效的⼀类问题。第 8.2 节列出了在给定情形下使⽤宏的利弊。有利的⼀⾯包括 在编译期完成计算。有时，如果把操作符实现成宏，就可以在展开时完成部分⼯ 作。本章会着眼于那些充分利⽤这种可能性的宏。 13.1 新的实⽤⼯具 [⽰例代码 13.1] 求平均值时转移计算 (defun avg (rest args) (/ (apply #+ args) (length args))) (defmacro avg (rest args) (/ (+ ,@args) ,(length args))) 第 8.2 节⾥提出，通过宏就可能把计算转移到编译期完成。在那⾥，我们曾经把 宏 avg 作为例⼦，它会返回其参数的平均值： (avg pi 4 ) 4 .047... 在 [⽰例代码 13.1] 中先把 avg 定义成函数，然后又⽤宏实现它。当把 avg 定义成宏 时，对length 的调⽤可以在编译期完成。在宏版本⾥我们也避免了在运⾏期处 理 rest 参数的开销。所以在许多实现⾥，写成宏的 avg 会更快。 [⽰例代码 13.2] 转移和避开计算 (defun most-of (rest args) (let ((all 0) (hits 0)) (dolist (a args) (incf all) (if a (incf hits))) ( hits (/ all 2)))) (defmacro most-of (rest args) (let ((need (floor (/ (length args) 2))) (hits (gensym))) (let ((,hits 0)) (or ,@(mapcar #(lambda (a) (and ,a ( (incf ,hits) ,need))) args))))) 这种优化省去了不必要的计算，它的实现归功于在展开期就知道参数的数量。它还可 以和我们在 in(11.3 节) 中进⾏的另⼀类优化结合起来，后者甚⾄可以避免求值⼀些 参数。[⽰例代码 13.2] 中有两个版本的 most-of ，它在多数参数都为真的时候返回 真： (most-of t t t nil) T 和 in ⼀样，宏版本展开成的代码只求值它需要数量的参数。例如: (most-of (a) (b) (c)) 展开的等价代码： (let ((count 0)) (or (and (a) ( (incf count) 1)) (and (b) ( (incf count) 1)) (and (c) ( (incf count) 1)))) 在最理想的情况下，只对刚过半的参数求值。 [⽰例代码 13.3] 使⽤编译期知道的参 (defun nthmost (n lst) (nth n (sort (copy-list lst) #))) (defmacro nthmost (n lst) (if (and (integerp n) ( n 20)) (with-gensyms (glst gi) (let ((syms (map0-n #(lambda (x) (gensym)) n))) (let ((,glst ,lst)) (unless ( (length ,glst) ,(1+ n)) ,@(gen-start glst syms) (dolist (,gi ,glst) ,(nthmost-gen gi syms t)) ,(car (last syms)))))) (nth ,n (sort (copy-list ,lst) #)))) (defun gen-start (glst syms) (reverse (maplist #(lambda (syms) (let ((var (gensym))) (let ((,var (pop ,glst