如何以编程方式扩展racket中的let*系列函数

Question

背景

这个问题与家庭作业无关，但我不希望有人为我做作业。

我有一项作业，不鼓励过度使用

let

、

let*

以及与“功能性思考”类似的功能。但是，我仍然很少使用它们，因为它们帮助我减少函数中代码的重用并使代码更具可读性/可写性。

我也理解使用

let

的表达式可以扩展为仅使用

lambda

，如下所示。

#lang racket

; using let
(let ([x 1] [y 2]) (+ x y))

; with lambda
((lambda (x y) (+ x y)) 1 2)

问题

有没有办法以编程方式完成这种扩展？理想情况下，我能够读取整个文件并对其进行转换，但是可以将代码作为参数传递给函数的解决方案也可以工作。

> (expand-let '(let ([x 1] [y 2]) (+ x y)))
'((lambda (x y) (+ x y)) 1 2)

我只需要能够扩展

let

和

let*

来实现我的目的，但如果这可以应用于所有 “本地绑定”球拍功能，那就太酷了：

let

，

let*

，

letrec 

、

let-values

、

let*-values

、

letrec-values

等等。老实说，我可以手动扩展作业中的

let

用法，但这感觉像是可以通过编程来完成的事情，所以我将其视为编程练习。

我尝试过的事情

• Sylwester 对 Notable to use let in Racket 的回答讨论了

  let

  和

  letrec

  的扩展，但是是手动实现的。
• Alex Knauth 对在racket中何时使用define和何时使用let的回答包括对

  let

  、

  let*

  和

  letrec

  范围的有益讨论。
• 方案中代码的部分扩展确实非常接近我正在寻找的内容，但我会指出一些差异
  • 我不需要评估代码，只需扩展我认为在这种情况下的“语法糖”

  • 该题需要

    #lang scheme

    ，但这题使用了

    #lang racket

  • 有评论将OP提到

    Racket的沙盒评估，但我不确定这就是我正在寻找的（建议值得赞赏）。看起来这用于提供对代码评估方式的一些控制，但我正在寻找的不是对评估的控制。这是关于扩展用于本地绑定的函数，当它们可以使用 lambda

     重写时。

  • 答案链接到

    expand

    ，这似乎让我更接近（也许？），但我正在努力寻找前进的道路。

    > (syntax-e (expand '(let ([x 1] [y 2]) (+ x y))))
    '(#<syntax:/Applications/Racket v8.11.1/collects/racket/private/qq-and-or.rkt:193:51 let-values>
      #<syntax (((x) (quote 1)) ((y) (quote 2)))>
      #<syntax:/Applications/Racket v8.11.1/collects/racket/private/kw.rkt:1263:25 (#%app + x y)>)

Answer 1

在这里。我有一个答案，希望能作为以后更好答案的起点。这是一个简单的函数，它扩展

only let

。

解决方案

(define (expand-let atomized-expr)
  (expand-let-helper (syntax->datum (expand atomized-expr)) (lambda (result) result)))
(define (expand-let-helper parse-tree return)
  (define (expand-let-bindings bindings)
    (map (lambda (binding) (list (caar binding) (expand-let (cadr binding)))) bindings))
  (cond
    [(null? parse-tree) (return '())]
    [(not (pair? parse-tree)) (return parse-tree)]
    [(eq? (car parse-tree) '#%app)
     (expand-let-helper (cdr parse-tree) (lambda (result) (return result)))]
    [(eq? (car parse-tree) '#%top) (return (cdr parse-tree))]
    [(eq? (car parse-tree) 'let-values)
     (let* ([bindings (cadr parse-tree)]
            [body (cddr parse-tree)]
            [expanded-bindings (expand-let-bindings bindings)]
            [vars (map car expanded-bindings)]
            [vals (map cadr expanded-bindings)])
       (expand-let-helper body
                          (lambda (result)
                            (return `((lambda (,@vars) ,@result) ,@vals)))))]
    [else
     (expand-let-helper (cdr parse-tree)
                        (lambda (cdr-result)
                          (expand-let-helper (car parse-tree)
                                             (lambda (car-result)
                                               (return (cons car-result cdr-result))))))]))

在此处查看结果：

Welcome to Racket v8.11.1 [cs].
> (require "main.rkt")
> ((lambda (x y) (let ((a (+ x y)) (b (- x y))) (* a b))) 1 2)
-3
> (expand-let '((lambda (x y) (let ((a (+ x y)) (b (- x y))) (* a b))) 1 2))
'((lambda (x y) ((lambda (a b) (* a b)) (+ x y) (- x y))) '1 '2)
> (eval (expand-let '((lambda (x y) (let ((a (+ x y)) (b (- x y))) (* a b))) 1 2)))
-3

说明

(syntax->datum (expand <quoted expression>))

 用于获取仅包含符号的语法树

> (syntax->datum (expand '(let ((x 1)) (+ x 1))))
'(let-values (((x) '1)) (#%app + x '1))

辅助函数递归地分析解析树，并用适当的

let-values

 替换来替换 

lambda

 的实例。