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Lisp/Scheme  |  1991-01-09  |  12KB  |  323 lines

  1. ;; Copyright (C) 1985 Free Software Foundation, Inc.
  2. ;; Written by Dick King (king@kestrel).
  3.  
  4. ;; This file is part of GNU Emacs.
  5.  
  6. ;; GNU Emacs is free software; you can redistribute it and/or modify
  7. ;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
  8. ;; the Free Software Foundation; either version 1, or (at your option)
  9. ;; any later version.
  10.  
  11. ;; GNU Emacs is distributed in the hope that it will be useful,
  12. ;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13. ;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14. ;; GNU General Public License for more details.
  15.  
  16. ;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  17. ;; along with GNU Emacs; see the file COPYING.  If not, write to
  18. ;; the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19.  
  20.  
  21. ;;; This is a rudimentry backquote package written by D. King,
  22.  ;;; king@kestrel, on 8/31/85.  (` x) is a macro
  23.  ;;; that expands to a form that produces x.  (` (a b ..)) is
  24.  ;;; a macro that expands into a form that produces a list of what a b
  25.  ;;; etc. would have produced.  Any element can be of the form
  26.  ;;; (, <form>) in which case the resulting form evaluates
  27.  ;;; <form> before putting it into place, or (,@ <form>), in which
  28.  ;;; case the evaluation of <form> is arranged for and each element
  29.  ;;; of the result (which must be a (possibly null) list) is inserted.
  30. ;;; As an example, the immediately following macro push (v l) could
  31.  ;;; have been written 
  32. ;;;    (defmacro push (v l)
  33. ;;;         (` (setq (, l) (cons (,@ (list v l))))))
  34.  ;;; although
  35. ;;;    (defmacro push (v l)
  36. ;;;         (` (setq (, l) (cons (, v) (, l)))))
  37.  ;;; is far more natural.  The magic atoms ,
  38.  ;;; and ,@ are user-settable and list-valued.  We recommend that
  39.  ;;; things never be removed from this list lest you break something
  40.  ;;; someone else wrote in the dim past that comes to be recompiled in
  41.  ;;; the distant future.
  42.  
  43. ;;; LIMITATIONS: tail consing is not handled correctly.  Do not say
  44.  ;;; (` (a . (, b))) - say (` (a (,@ b)))
  45.  ;;; which works even if b is not list-valued.
  46. ;;; No attempt is made to handle vectors.  (` [a (, b) c]) doesn't work.
  47. ;;; Sorry, you must say things like
  48.  ;;; (` (a (,@ 'b))) to get (a . b) and 
  49.  ;;; (` ((, ',) c)) to get (, c) - [(` (a , b)) will work but is a bad habit]
  50. ;;; I haven't taught it the joys of nconc.
  51. ;;; (` atom) dies.  (` (, atom)) or anything else is okay.
  52.  
  53. ;;; BEWARE BEWARE BEWARE
  54.  ;;; inclusion of (,atom) rather than (, atom) or (,@atom) rather than
  55.  ;;; (,@ atom) will result in errors that will show up very late.
  56.  ;;; This is so crunchy that I am considering including a check for
  57.  ;;; this or changing the syntax to ... ,(<form>).  RMS: opinion?
  58.  
  59.  
  60. (provide 'backquote)
  61.  
  62. ;;; a raft of general-purpose macros follows.  See the nearest
  63.  ;;; Commonlisp manual.
  64. (defmacro bq-push (v l)
  65.   "Pushes evaluated first form onto second unevaluated object
  66. a list-value atom"
  67.   (list 'setq l (list 'cons v l)))
  68.  
  69. (defmacro bq-caar (l)
  70.   (list 'car (list 'car l)))
  71.  
  72. (defmacro bq-cadr (l)
  73.   (list 'car (list 'cdr l)))
  74.  
  75. (defmacro bq-cdar (l)
  76.   (list 'cdr (list 'car l)))
  77.  
  78.  
  79. ;;; These two advertised variables control what characters are used to
  80.  ;;; unquote things.  I have included , and ,@ as the unquote and
  81.  ;;; splice operators, respectively, to give users of MIT CADR machine
  82.  ;;; derivitive machines a warm, cosy feeling.
  83.  
  84. (defconst backquote-unquote '(,)
  85.   "*A list of all objects that stimulate unquoting in `.  Memq test.")
  86.  
  87.  
  88. (defconst backquote-splice '(,@)
  89.   "*A list of all objects that stimulate splicing in `.  Memq test.")
  90.  
  91.  
  92. ;;; This is the interface 
  93. (defmacro ` (form)
  94.   "(` FORM) Expands to a form that will generate FORM.
  95. FORM is `almost quoted' -- see backquote.el for a description."
  96.   (bq-make-maker form))
  97.  
  98. ;;; We develop the method for building the desired list from
  99.  ;;; the end towards the beginning.  The contract is that there be a
  100.  ;;; variable called state and a list called tailmaker, and that the form
  101.  ;;; (cons state tailmaker) deliver the goods.  Exception - if the
  102.  ;;; state is quote the tailmaker is the form itself.
  103. ;;; This function takes a form and returns what I will call a maker in
  104.  ;;; what follows.  Evaluating the maker would produce the form,
  105.  ;;; properly evaluated according to , and ,@ rules.
  106. ;;; I work backwards - it seemed a lot easier.  The reason for this is
  107.  ;;; if I'm in some sort of a routine building a maker and I switch
  108.  ;;; gears, it seemed to me easier to jump into some other state and
  109.  ;;; glue what I've already done to the end, than to to prepare that
  110.  ;;; something and go back to put things together.
  111. (defun bq-make-maker (form)
  112.   "Given one argument, a `mostly quoted' object, produces a maker.
  113. See backquote.el for details"
  114.   (let ((tailmaker (quote nil)) (qc 0) (ec 0) (state nil))
  115.     (mapcar 'bq-iterative-list-builder (reverse form))
  116.     (and state
  117.      (cond ((eq state 'quote)
  118.         (list state tailmaker))
  119.            ((= (length tailmaker) 1)
  120.         (funcall (bq-cadr (assq state bq-singles)) tailmaker))
  121.            (t (cons state tailmaker))))))
  122.  
  123. ;;; There are exceptions - we wouldn't want to call append of one
  124.  ;;; argument, for example.
  125. (defconst bq-singles '((quote bq-quotecar)
  126.                (append car)
  127.                (list bq-make-list)
  128.                (cons bq-id)))
  129.  
  130. (defun bq-id (x) x)
  131.  
  132. (defun bq-quotecar (x) (list 'quote (car x)))
  133.  
  134. (defun bq-make-list (x) (cons 'list x))
  135.  
  136. ;;; fr debugging use only
  137. ;(defun funcalll (a b) (funcall a b))
  138. ;(defun funcalll (a b) (debug nil 'enter state tailmaker a b)
  139. ;  (let ((ans (funcall a b))) (debug  nil 'leave state tailmaker)
  140. ;       ans))
  141.  
  142. ;;; Given a state/tailmaker pair that already knows how to make a
  143.  ;;; partial tail of the desired form, this function knows how to add
  144.  ;;; yet another element to the burgening list.  There are four cases;
  145.  ;;; the next item is an atom (which will certainly be quoted); a 
  146.  ;;; (, xxx), which will be evaluated and put into the list at the top
  147.  ;;; level; a (,@ xxx), which will be evaluated and spliced in, or
  148.  ;;; some other list, in which case we first compute the form's maker,
  149.  ;;; and then we either launch into the quoted case if the maker's
  150.  ;;; top level function is quote, or into the comma case if it isn't.
  151. ;;; The fourth case reduces to one of the other three, so here we have
  152.  ;;; a choice of three ways to build tailmaker, and cit turns out we
  153.  ;;; use five possible values of state (although someday I'll add
  154.  ;;; nconcto the possible values of state).
  155. ;;; This maintains the invariant that (cons state tailmaker) is the
  156.  ;;; maker for the elements of the tail we've eaten so far.
  157. (defun bq-iterative-list-builder (form)
  158.   "Called by bq-make-maker.  Adds a new item form to tailmaker, 
  159. changing state if need be, so tailmaker and state constitute a recipie
  160. for making the list so far."
  161.   (cond ((atom form)
  162.      (funcall (bq-cadr (assq state bq-quotefns)) form))
  163.     ((memq (car form) backquote-unquote)
  164.      (funcall (bq-cadr (assq state bq-evalfns)) (bq-cadr form)))
  165.     ((memq (car form) backquote-splice)
  166.      (funcall (bq-cadr (assq state bq-splicefns)) (bq-cadr form)))
  167.     (t
  168.      (let ((newform (bq-make-maker form)))
  169.        (if (and (listp newform) (eq (car newform) 'quote))
  170.            (funcall (bq-cadr (assq state bq-quotefns)) (bq-cadr newform))
  171.          (funcall (bq-cadr (assq state bq-evalfns)) newform))))
  172.     ))
  173.  
  174. ;;; We do a 2-d branch on the form of splicing and the old state.
  175.  ;;; Here's fifteen functions' names...
  176. (defconst bq-splicefns '((nil bq-splicenil)
  177.              (append bq-spliceappend)
  178.              (list bq-splicelist)
  179.              (quote bq-splicequote)
  180.              (cons bq-splicecons)))
  181.  
  182. (defconst bq-evalfns '((nil bq-evalnil)
  183.                (append bq-evalappend)
  184.                (list bq-evallist)
  185.                (quote bq-evalquote)
  186.                (cons bq-evalcons)))
  187.  
  188. (defconst bq-quotefns '((nil bq-quotenil)
  189.             (append bq-quoteappend)
  190.             (list bq-quotelist)
  191.             (quote bq-quotequote)
  192.             (cons bq-quotecons)))
  193.  
  194. ;;; The name of each function is
  195.  ;;; (concat 'bq- <type-of-element-addition> <old-state>)
  196. ;;; I'll comment the non-obvious ones before the definitions...
  197.  ;;; In what follows, uppercase letters and form will always be
  198.  ;;; metavariables that don't need commas in backquotes, and I will
  199.  ;;; assume the existence of something like matches that takes a
  200.  ;;; backquote-like form and a value, binds metavariables and returns
  201.  ;;; t if the pattern match is successful, returns nil otherwise.  I
  202.  ;;; will write such a goodie someday.
  203.  
  204. ;;;   (setq tailmaker
  205.  ;;;      (if (matches ((quote X) Y) tailmaker)
  206.  ;;;          (` ((quote (form X)) Y))
  207.  ;;;        (` ((list form (quote X)) Y))))
  208.  ;;;  (setq state 'append)
  209. (defun bq-quotecons (form)
  210.   (if (and (listp (car tailmaker))
  211.        (eq (bq-caar tailmaker) 'quote))
  212.       (setq tailmaker
  213.         (list (list 'quote (list form (bq-cadr (car tailmaker))))
  214.           (bq-cadr tailmaker))) 
  215.     (setq tailmaker
  216.       (list (list 'list
  217.               (list 'quote form)
  218.               (car tailmaker))
  219.         (bq-cadr tailmaker))))
  220.   (setq state 'append))
  221.  
  222. (defun bq-quotequote (form)
  223.   (bq-push form tailmaker))
  224.  
  225. ;;; Could be improved to convert (list 'a 'b 'c .. 'w x) 
  226.  ;;;                          to (append '(a b c .. w) x)
  227.  ;;; when there are enough elements
  228. (defun bq-quotelist (form)
  229.   (bq-push (list 'quote form) tailmaker))
  230.  
  231. ;;; (setq tailmaker
  232.  ;;;  (if (matches ((quote X) (,@ Y)))
  233.  ;;;      (` ((quote (, (cons form X))) (,@ Y)))))
  234. (defun bq-quoteappend (form)
  235.   (cond ((and (listp tailmaker)
  236.        (listp (car tailmaker))
  237.        (eq (bq-caar tailmaker) 'quote))
  238.      (rplaca (bq-cdar tailmaker)
  239.          (cons form (car (bq-cdar tailmaker)))))
  240.     (t (bq-push (list 'quote (list form)) tailmaker))))
  241.  
  242. (defun bq-quotenil (form)
  243.   (setq tailmaker (list form))
  244.   (setq state 'quote))
  245.  
  246. ;;; (if (matches (X Y) tailmaker)  ; it must
  247.  ;;;    (` ((list form X) Y)))
  248. (defun bq-evalcons (form)
  249.   (setq tailmaker
  250.     (list (list 'list form (car tailmaker))
  251.           (bq-cadr tailmaker)))
  252.   (setq state 'append))
  253.  
  254. ;;;  (if (matches (X Y Z (,@ W)))
  255.  ;;;     (progn (setq state 'append)
  256.  ;;;            (` ((list form) (quote (X Y Z (,@ W))))))
  257.  ;;;     (progn (setq state 'list)
  258.  ;;;            (list form 'X 'Y .. )))  ;  quote each one there is
  259. (defun bq-evalquote (form)
  260.   (cond ((< (length tailmaker) 3)
  261.      (setq tailmaker
  262.            (cons form
  263.              (mapcar (function (lambda (x)
  264.                      (list 'quote x)))
  265.                  tailmaker)))
  266.      (setq state 'list))
  267.     (t
  268.      (setq tailmaker
  269.            (list (list 'list form)
  270.              (list 'quote tailmaker)))
  271.      (setq state 'append))))
  272.  
  273. (defun bq-evallist (form)
  274.   (bq-push form tailmaker))
  275.  
  276. ;;;  (cond ((matches ((list (,@ X)) (,@ Y)))
  277.  ;;;        (` ((list form  (,@ X)) (,@ Y))))
  278.  ;;;       ((matches (X))
  279.  ;;;        (` (form (,@ X))) (setq state 'cons))
  280.  ;;;       ((matches ((,@ X)))
  281.  ;;;        (` (form (,@ X)))))
  282. (defun bq-evalappend (form)
  283.   (cond ((and (listp tailmaker)
  284.        (listp (car tailmaker))
  285.        (eq (bq-caar tailmaker) 'list))
  286.      (rplacd (car tailmaker)
  287.          (cons form (bq-cdar tailmaker))))
  288.     ((= (length tailmaker) 1)
  289.      (setq tailmaker (cons form tailmaker))
  290.      (setq state 'cons))
  291.     (t (bq-push (list 'list form) tailmaker))))
  292.  
  293. (defun bq-evalnil (form)
  294.   (setq tailmaker (list form))
  295.   (setq state 'list))
  296.  
  297. ;;; (if (matches (X Y))  ; it must
  298.  ;;;    (progn (setq state 'append)
  299.  ;;;           (` (form (cons X Y)))))   ; couldn't think of anything clever
  300. (defun bq-splicecons (form)
  301.   (setq tailmaker
  302.     (list form
  303.           (list 'cons (car tailmaker) (bq-cadr tailmaker))))
  304.   (setq state 'append))
  305.  
  306. (defun bq-splicequote (form)
  307.   (setq tailmaker (list form (list 'quote (list tailmaker))))
  308.   (setq state 'append))
  309.  
  310. (defun bq-splicelist (form)
  311.   (setq tailmaker (list form (cons 'list tailmaker)))
  312.   (setq state 'append))
  313.  
  314. (defun bq-spliceappend (form)
  315.   (bq-push form tailmaker))
  316.  
  317. (defun bq-splicenil (form)
  318.   (setq state 'append)
  319.   (setq tailmaker (list form)))
  320.  
  321.  
  322.  
  323.