1 Emacs Lisp

Emacs lisp 是一个函数式语言。就我野生的 CS 知识理解,函数式语言的核心是「表达式的构造、求值和保护」。

1.1 List

List: LISt processor 。List 是 lisp 程序的基本指令单元和数据结构。一对括号表示一个 list,内容物可以是任意东西

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;; 这个 list 有一个元素:一个名为 list-packages 的 symbol
(list-packages)
;; 一个 symbol 和两个字符串
(abc "def" "ghi")
;; symbol、整数、list、list
(+ 1 (* 3 5) (/ 8 2))
;; 没有元素
()
;; symbol 和 list
(quote (+ 1 2))

1.2 求值

在 Emacs 里,上面四个表达式,你可以把光标移到右括号的右边按 C-x C-e 对其求值,结果会显示在 minibuffer 里。结果分别为:

  1. 显示「软件包列表」buffer
  2. 报错: Symbol abc 没有绑定函数
  3. 20
  4. nil ,在 Lisp 世界里表示「假」。1
  5. (+ 1 2)

求值:「找到第一个 symbol 所定义的函数,并把 list 里剩下的元素求值后作为参数传入」。第一行有定义函数,且不需要参数; 因为我们没有把 abc 这个 symbol 定义一个函数,所以第二行报错了;求值是递归的,所以第三行里的两个子 list 先被求值再传入 + 函数; 对空 list 的求值永远为空 list,所以第四行不会报错;

第五个结果有点意思,我们本来期望它可能出现 3 的,怎么这个 list 被原样抛出来了呢?

1.3 保护

(quote) 可以用来保护一个 List 免于被求值,使其可以保留完整表达。

考虑以下程序:

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;; (car some-list) :取出 some-list 的第一个元素
(car (+ 2 3))

我们希望这个表达式能返回 + 这个 symbol,但它却报错了: (wrong-type-argument listp 5) 。数字 5 的出现说明表达式被递归求值了。

那我们怎么抵抗求值呢?像上面例 5 那样保护起来就行了:

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(car (quote (+ 2 3))) ;; +

这命令有什么用呢?简单地说,这个命令 模糊了指令和数据的界线

  • 指令被 (quote) 起来就变成了一个普通的 list
  • (eval) 一个 list 就变成了指令

写一个函数,把所有传入的表达式都变成加法表达式

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;; 'expr 等同于 (quote expr)
;; cons: 把所有参数连接为一个 list
;; cdr: 取一个 list 除第一个元素外的部分
(defun change-to-add (expr) ;; 定义函数 函数名 参数列表
  "Change EXPR 's first symbol into `+'" ;; doc ,可省略
  ;; 剩下的全部是函数体。最后一个表达式的返回值即为整个函数的返回值
  (cons '+ (cdr expr))) ;; 在最后一个右括号右侧 C-x C-e 使定义生效

;; 该函数只构造 list
(change-to-add '(* 33 44)) ;; (+ 33 44)
(change-to-add '(/ 5 3)) ;; (+ 5 3)
;; 如果想对 list 求值:
(eval (change-to-add '(* 33 44))) ;; 77

1.4 保护内临时展开

一个十分常见的场景:我想构造一个 list ,其中一个位置在构造时需要插入外部变量的

比如:

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(let ((my-value 123)) ;; let: 「局部变量」定义
  '(+ my-value 444))

我希望上文能给我 (+ 123 444) 这个表达式,但我最终拿到的是 (+ my-value 444) 。这结果显然是不可用的,因为 let 的外部没有 my-value 的定义。

这时,我们要在 quote 一个表达式时, unquote 这个变量,即重新对其求值:

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(let ((my-value 123))
  `(+ ,my-value 444)) ;; 注意单引号变成了反引号,同时 my-value 前面有个逗号用来标识需要求值的位置
;; 返回: (+ 123 444)

这有什么用呢?举一个我实际使用中遇到的例子:

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;; 很多 Ruby 的软件包只要装起来就行,配置都是固定的,像这样:
(use-package bundler :delight)
(use-package rbenv :delight)
(use-package rubocop :delight)
(use-package rspec-mode :delight)
(use-package ruby-test-mode :delight)
(use-package ruby-refactor :delight)
(use-package ruby-tools :delight)
(use-package rake :delight)

;; 显然这么写太罗嗦了。我们试着循环构造这个 list 并求值
(let ((ruby-packages '(bundler
                      rbenv
                      rubocop
                      rspec-mode
                      ruby-test-mode
                      ruby-refactor
                      ruby-tools
                      rake)))
  (dolist (pkg ruby-packages) ;; 类似 forEach
    (eval `(use-package ,pkg :delight))))

有没有体会到「指令即数据,数据即指令」? (゚∀゚)

2 常用调试命令、快捷键、流程、资料表

C-x C-e (eval-last-sexp)
最常用的调试方法。由于 Lisp 递归求值的特性,你可以通过移动光标,从内向外逐级调试。
(message "abc")
*Messages* buffer 里留下信息,也就是 printf 或者 console.log()
(toggle-debug-on-error)
在异常发生时自动弹出调用栈。注意它是 toggle。
C-h v (describe-variable)
寻找某个全局变量的值、文档、定义位置等
C-h f (describe-functionh)
寻找某个函数的文档、定义位置等
C-h k (describe-key)
寻找某个快捷键当前绑定的 function
基于函数入口的调试法
在函数被 call 时自动弹出调用栈
ANSI Common Lisp 手册中文版
用来查找常用控制流和 helper 函数的名字。Elisp 和 Common lisp 区别不大。

  1. nil() 意义相同。「真」是 t 。对 nilt 的求值结果永远为自身。 ↩︎