Common Lisp/基础主题/函数

函数是一个几乎在每种编程语言中都会遇到的概念，但在 Lisp 中，函数尤其重要。从历史上看，Lisp 受 lambda 演算的启发，其中每个对象都是一个函数。另一方面，在许多编程语言中，函数几乎不是对象。Lisp 不是这样：这里的函数与其他对象具有相同的权限，我们将在本章中讨论它。

定义函数

函数最常使用defun（DEfine FUNction）宏来创建。此宏接受一个参数列表和一个 Lisp 表达式序列，称为函数的主体。defun 的典型用法如下

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

这里，参数列表是 (x1 x2)，主体是 (print x1) (print x2) (+ x1 x2)。当调用函数时，主体中的每个表达式都会按顺序（从第一个到最后一个）求值。如果发生了一些事情，我们想在到达最后一个表达式之前从函数中返回怎么办？return-from 宏允许我们做到这一点。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 的第二个参数是可选的，这意味着它可以只使用一个参数调用 - 在这种情况下，函数将返回nil。但是等等：他们是怎么做到的？我们的函数只接受两个参数：不多也不少。答案是我们所说的“参数列表”并不像看起来那样简单。它实际上被称为lambda 列表，而我们将在其他地方遇到它。稍后，我将解释如何在函数中允许可选和关键字参数。

函数作为数据

如本章开头所述，Lisp 函数可以像任何其他对象一样使用：它们可以存储在变量中，作为参数传递给其他函数，并作为函数的值返回。在上一节中，我们定义了一个函数。该函数现在存储在符号print-arguments-and-return-sum的函数单元中 - defun 将其放在那里。但是，它并不永远绑定到这个位置 - 我们可以将其提取出来，并放到另一个符号中，例如。为了访问符号的函数单元，我们可以使用访问器symbol-function。让我们将我们的函数存储在另一个符号中

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

第一个反应是做这样的事情

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

这是因为我们将函数放入了符号的值单元而不是其函数单元。很容易修复

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

由于symbol-function 是一个访问器，我们可以使用setf 与其一起使用。现在 (paars 1 1) 会产生它应该产生的结果。

虽然symbol-function 存在是有原因的，但它几乎从未在真实代码中使用。这是因为它被 Lisp 的其他几个特性所取代。其中之一是function 特殊运算符。它与symbol-function 特殊运算符的工作方式类似，只是它不会求值其参数，并且它返回当前绑定到符号的函数，这可能实际上不是其函数单元。(function foo) 也可以缩写为 #'，这极大地提高了它的实用性。另一方面，不可能写

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

幸运的是，可以从除符号的函数单元以外的其他地方调用函数。函数设计器要么是一个符号（在这种情况下使用其函数单元），要么是函数本身。funcall 和apply 用于通过其函数设计器调用函数。请记住，符号paars 现在在其函数单元和值单元中包含相同的函数。让我们改变它的值单元，以便差异显而易见

 (setf paars #'+)

现在让我们以不同的方式调用它

 (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)

第二个和第三个例子之间的区别在于，如果paars 暂时绑定（使用flet 或labels）到其他函数，则第三个 funcall 将使用此临时函数，而第二个 funcall 将仍然使用其函数单元。