在 elisp 里类似函数的对象很多,比如:

  • 函数。这里的函数特指用 lisp 写的函数。
  • 原子函数(primitive)。用 C 写的函数,比如 car、append。
  • lambda 表达式
  • 特殊表达式
  • 宏(macro)。宏是用 lisp 写的一种结构,它可以把一种 lisp 表达式转换成等价的另一个表达式。
  • 命令。命令能用 command-execute 调用。函数也可以是命令。

以上这些用 functionp 来测试都会返回 t。

参数列表的语法

我们已经学过如何定义一个函数。但是这些函数的参数个数都是确定。但是你可以看到 emacs 里有很多函数是接受可选参数,比如 random 函数。还有一些函数可以接受不确定的参数,比如加减乘除。这样的函数在 elisp 中是如何定义的呢?

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(REQUIRED-VARS...
[&optional OPTIONAL-VARS...]
[&rest REST-VAR])

它的意思是说,你必须把必须提供的参数写在前面,可选的参数写在后面,最后用一个符号表示剩余的所有参数。比如:

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(defun foo (var1 var2 &optional opt1 opt2 &rest rest)
(list var1 var2 opt1 opt2 rest))
(foo 1 2) ; => (1 2 nil nil nil)
(foo 1 2 3) ; => (1 2 3 nil nil)
(foo 1 2 3 4 5 6) ; => (1 2 3 4 (5 6))

从这个例子可以看出,当可选参数没有提供时,在函数体里,对应的参数值都是 nil。同样调用函数时没有提供剩余参数时,其值也为 nil,但是一旦提供了剩余参数,则所有参数是以列表的形式放在对应变量里。

调用函数

通常函数的调用都是用 eval 进行的,但是有时需要在运行时才决定使用什么函数,这时就需要用 funcall 和 apply 两个函数了。这两个函数都是把其余的参数作为函数的参数进行调用。那这两个函数有什么区别呢?唯一的区别就在于 funcall 是直接把参数传递给函数,而 apply 的最后一个参数是一个列表,传入函数的参数把列表进行一次平铺后再传给函数,看下面这个例子就明白了:

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(funcall 'list 'x '(y) '(z)) ; => (x (y) (z))
(apply 'list 'x '(y ) '(z)) ; => (x (y) z)

前面在已经简单介绍过宏。宏的调用和函数是很类似的,它的求值和函数差不多,但是有一个重要的区别是,宏的参数是出现在最后扩展后的表达式中,而函数参数是求值后才传递给这个函数:

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(defmacro foo (arg)
(list 'message "%d %d" arg arg))
(defun bar (arg)
(message "%d %d" arg arg))
(let ((i 1))
(bar (incf i))) ; => "2 2"
(let ((i 1))
(foo (incf i))) ; => "2 3"

也许你对前面这个例子 foo 里为什么要用 list 函数很不解。其实宏可以这样看,如果把宏定义作一个表达式来运行,最后把参数用调用时的参数替换,这样就得到了宏调用最后用于求值的表达式。这个过程称为扩展。可以用 macroexpand 函数进行模拟:

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(macroexpand '(foo (incf i))) ; => (message "%d %d" (incf i) (incf i))

上面用 macroexpand 得到的结果就是用于求值的表达式。

使用 macroexpand 可以使宏的编写变得容易一些。但是如果不能进行 debug 是很不方便的。在宏定义里可以引入 declare 表达式,它可以增加一些信息。目前只支持两类声明:debug 和 indent。debug 可选择的类型很多,具体参考 info elisp - Edebug 一章,一般情况下用 t 就足够了。indent 的类型比较简单,它可以使用这样几种类型:

  • nil 也就是一般的方式缩进
  • defun 类似 def 的结构,把第二行作为主体,对主体里的表达式使用同样的缩进
  • 整数表示从第 n 个表达式后作为主体。比如 if 设置为 2,而 when 设置为 1
  • 符号这个是最坏情况,你要写一个函数自己处理缩进。

看 when 的定义就能知道 declare 如何使用了:

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(defmacro when (cond &rest body)
(declare (indent 1) (debug t))
(list 'if cond (cons 'progn body)))

实际上,declare 声明只是设置这个符号的属性列表:

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(symbol-plist 'when) ; => (lisp-indent-function 1 edebug-form-spec t)

从前面宏 when 的定义可以看出直接使用 list,cons,append 构造宏是很麻烦的。为了使记号简洁,lisp 中有一个特殊的宏 ' ,称为 backquote。在这个宏里,所有的表达式都是引起(quote)的,如果要让一个表达式不引起(也就是列表中使用的是表达式的值),需要在前面加 ,,如果要让一个列表作为整个 列表的一部分(slice),可以用 ,@

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`(a list of ,(+ 2 3) elements) ; => (a list of 5 elements)
(setq some-list '(2 3)) ; => (2 3)
`(1 ,some-list 4 ,@some-list) ; => (1 (2 3) 4 2 3)

有了这些标记,前面 when 这个宏可以写成:

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(defmacro when (cond &rest body)
`(if ,cond
(progn ,@body)))

值得注意的是这个 backquote 本身就是一个宏,从这里可以看出宏除了减少重复代码这个作用之外的另一个用途:定义新的控制结构,甚至增加新的语法特性。

命令

emacs 运行时就是处于一个命令循环中,不断从用户那得到按键序列,然后调用对应命令来执行。lisp 编写的命令都含有一个 interactive 表达式。这个表达式指明了这个命令的参数。比如下面这个命令:

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(defun hello-world (name)
(interactive "sWhat you name? ")
(message "Hello, %s" name))

现在你可以用 M-x 来调用这个命令。让我们来看看 interactive 的参数是什么意思。这个字符串的第一个字符(也称为代码字符)代表参数的类型,比如这里 s 代表参数的类型是一个字符串,而其后的字符串是用来提示的字符串。如果这个命令有多个参数,可以在这个提示字符串后使用换行符分开,比如:

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(defun hello-world (name time)
(interactive "sWhat you name? \nnWhat the time? ")
(message "Good %s, %s"
(cond ((< time 13) "morning")
((< time 19) "afternoon")
(t "evening"))
name))

interactive 可以使用的代码字符很多,虽然有一定的规则,比如字符串用 s,数字用 n,文件用 f,区域用 r,但是还是很容易忘记,用的时候看 interactive 函数的文档还是很有必要的。但是不是所有时候都参数类型都能使用代码字符,而且一个好的命令,应该尽可能的让提供默认参数以让用户少花时间在输入参数上,这时,就有可能要自己定制参数。

首先学习和代码字符等价的几个函数。s 对应的函数是 read-string。比如:

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(read-string "What your name? " user-full-name)

n 对应的函数是 read-number,文件对应 read-file-name。其实大部分代码字符都是有这样对应的函数或替换的方法:

代码字符 代替的表达式
a (completing-read prompt obarray 'fboundp t)
b (read-buffer prompt nil t)
B (read-buffer prompt)
c (read-char prompt)
C (read-command prompt)
d (point)
D (read-directory-name prompt)
e (read-event)
f (read-file-name prompt nil nil t)
F (read-file-name prompt)
G 暂时不知道和 f 的差别
k (read-key-sequence prompt)
K (read-key-sequence prompt nil t)
m (mark)
n (read-number prompt)
N (if current-prefix-arg (prefix-numeric-value current-prefix-arg) (read-number prompt))
p (prefix-numeric-value current-prefix-arg)
P current-prefix-arg
r (region-beginning) (region-end)
s (read-string prompt)
S (completing-read prompt obarray nil t)
v (read-variable prompt)
x (read-from-minibuffer prompt nil nil t)
X (eval (read-from-minibuffer prompt nil nil t))
z (read-coding-system prompt)
Z (and current-prefix-arg (read-coding-system prompt))

这些表达式如何用于 interactive 表达式里呢?简而言之,如果 interactive 的参数是一个表达式,则这个表达式求值后的列表元素对应于这个命令的参数。请看这个例子:

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(defun read-hiden-file (file arg)
(interactive
(list (read-file-name "Choose a hiden file: " "~/" nil nil nil
(lambda (name)
(string-match "^\\." (file-name-nondirectory name))))
current-prefix-arg))
(message "%s, %S" file arg))

第一个参数是读入一个以 ``.’’ 开头的文件名,第二个参数为当前的前缀参数(prefix argument),它可以用 C-u 或 C-u 加数字提供。list 把这两个参数构成一个列表。这就是命令一般的自定义设定参数的方法。

需要注意的是 current-prefix-arg 这个变量。这个变量当一个命令被调用,它就被赋与一个值,你可以用 C-u 就能改变它的值。在命令运行过程中,它的值始终都存在。即使你的命令不用参数,你也可以访问它:

用 C-u foo 调用它,你可以发现它的值是 (4)。那为什么大多数命令还单独为它设置一个参数呢?这是因为命令不仅是用户可以调用,很可能其它函数也可以调用,单独设置一个参数可以方便的用参数传递的方法调用这个命令。事实上所有的命令都可以不带参数,而使用前面介绍的方法在命令定义的部分读入需要的参数,但是为了提高命令的可重用性和代码的可读性,还是把参数分离到 interactive 表达式里好。

函数列表

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(functionp OBJECT)
(apply FUNCTION &rest ARGUMENTS)
(funcall FUNCTION &rest ARGUMENTS)
(defmacro NAME ARGLIST [DOCSTRING] [DECL] BODY...)
(macroexpand FORM &optional ENVIRONMENT)
(declare &rest SPECS)
(` ARG)
(interactive ARGS)
(read-string PROMPT &optional INITIAL-INPUT HISTORY DEFAULT-VALUE
INHERIT-INPUT-METHOD)
(read-file-name PROMPT &optional DIR DEFAULT-FILENAME MUSTMATCH
INITIAL PREDICATE)
(completing-read PROMPT COLLECTION &optional PREDICATE
REQUIRE-MATCH INITIAL-INPUT HIST DEF
INHERIT-INPUT-METHOD)
(read-buffer PROMPT &optional DEF REQUIRE-MATCH)
(read-char &optional PROMPT INHERIT-INPUT-METHOD SECONDS)
(read-command PROMPT &optional DEFAULT-VALUE)
(read-directory-name PROMPT &optional DIR DEFAULT-DIRNAME
MUSTMATCH INITIAL)
(read-event &optional PROMPT INHERIT-INPUT-METHOD SECONDS)
(read-key-sequence PROMPT &optional CONTINUE-ECHO
DONT-DOWNCASE-LAST CAN-RETURN-SWITCH-FRAME
COMMAND-LOOP)
(read-number PROMPT &optional DEFAULT)
(prefix-numeric-value RAW)
(read-from-minibuffer PROMPT &optional INITIAL-CONTENTS KEYMAP
READ HIST DEFAULT-VALUE INHERIT-INPUT-METHOD)
(read-coding-system PROMPT &optional DEFAULT-CODING-SYSTEM)

变量列表

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current-prefix-arg

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