理论上可以用标签来重写tagbody吗？

Question

我一直在思考如何在不提供显式 goto 的 Lisp 中实现 Common Lisp 的

tagbody

，但提供

labels

。

我对此感兴趣的原因是我想编写一个递归解释器，支持 goto 语句，其工作方式与 common lisp 中完全相同。

假设有

labels

可用，是否可以将

tagbody

实现为用

labels

编写的宏？

考虑这个用

tagbody

编写的示例：

(tagbody
        (go middle)

    start
        (print "start")
        (go end)

    middle
        (print "middle")
        (go start)

    end
        (print "end"))

现在考虑用

labels

编写的另一个示例：

(labels
    ((entry-point () (middle))
     (start () (print "start") (end))
     (middle () (print "middle") (start))
     (end () (print "end")))
    (entry-point))

表面上他们似乎做着同样的事情。有谁知道他们是否真的这样做？它们在语义上真的 100% 等效吗？

如果有人编写了一个将一种形式转换为另一种形式的宏，是否会出现一些边缘情况，其中细微的差异可能会重新出现？例如相同输入的不同输出，或微妙的变量范围差异，或堆栈展开的差异等。

Answer 1

如果您假设尾部调用变成 GO TO（这意味着您的代码将不可移植 CL），那么这在理论上是可能的，但在实践中可能非常困难。

实践中困难的原因是你需要处理动态状态，这将变成一场噩梦。例如考虑

(setf *x* 0)
(tagbody
 start
 (if (> *x* 0)
     (go end)
     (let ((*x* 1))
       (go start)))
 end)

其中

*x*

是一个特殊变量。这无法终止。但是

(setf *x* 0)
(labels ((start ()
          (if (> *x* 0)
              (end)
              (let ((*x* 1))
                (start))))
         (end ()))
  (start))

将在相同的假设下终止。

语言中还有许多其他动态状态，例如 catch 标记、异常处理程序以及您需要处理的许多其他内容。

从另一个角度思考这个问题会更容易：给定一个看起来像尾调用的函数的调用，您需要知道动态状态是什么，才能知道它是否真的是尾调用。

go

本质上迫使“调用”成为尾部调用，因此必须愿意解除在

go

与其目标之间建立的任何动态状态。 （我认为在 CL 中，在这种情况下你永远不需要安装动态状态位。）