Anaphoric If
Arc の aif のように、意図的な変数キャプチャ (マクロ定義の中で作られた変数をマクロユーザーが参照できるようにすること) を用いたマクロを作る時、Scheme では一般に datum->syntax という関数を使います。
(define-syntax (aif stx)
(syntax-case stx ()
((aif expr then else)
(with-syntax ((it (datum->syntax #'aif 'it)))
#'(let ((it expr))
(if it then else))))))datum->syntax の第1引数で、第2引数が有効になる範囲を指定します (ここでは aif 構文内)。なお、この場合 syntax-rules ではなく syntax-case で定義する必要があります。
これで、
> (aif (assq 'a '((a . 1) (b . -2)))
(cdr it)
0)
1it によって (assq...) の値が参照できるようになるわけです。
さて、こちらは PLT Scheme のコミュニティーで知られている方法なんですが、
(require scheme/stxparam)
(define-syntax-parameter it
(lambda (stx)
(raise-syntax-error #f "can only be used inside anaphora" stx)))
(define-syntax aif
(syntax-rules ()
((aif expr then else)
(let ((val expr))
(if val
(syntax-parameterize ((it
(make-rename-transformer #'val)))
then)
else)))))構文パラメータというものによって、syntax-case や datum->syntax を使わずに特別な識別子を導入することができます。
この aif に基づいて、派生マクロが以下のようにいとも簡単に書けます。
(define-syntax awhen
(syntax-rules ()
((awhen expr . body)
(aif expr (begin . body) (void)))))
(define-syntax aand
(syntax-rules ()
((aand) #t)
((aand expr) expr)
((aand expr . rest)
(aif expr (aand . rest) #f))))
(define-syntax acond
(syntax-rules (else)
((acond) (void))
((acond (else . body))
(begin . body))
((acond (expr) . rest)
(or expr (acond . rest)))
((acond (expr . body) . rest)
(aif expr (begin . body) (acond . rest)))))構文パラメータを使わないバージョンの aif ではこれは不可能です。上述の datum->syntax の第1引数云々の事情により、it が有効になる場所が元の aif 構文の中だけに限定されてしまうため、派生構文の中では it が使えないのです (実際には不可能ではないらしいんですが、分かりにくい方法なので紹介しないでおきます)。
さてここで、前回作った Arc の角括弧構文が使えるようにしてみましょう。モジュールを跨いで構文を拡張するのは若干気が引けますが
(require (only-in "arcfun.ss" make-brackets-funny)) (make-brackets-funny aif awhen aand acond)
> (map [aand (cdr _) (abs it)]
'((a . 1) (b . -2) (c . #f)))
(1 2 #f)あっさり出来ました。
追記:
モジュールを跨いでマクロを拡張するのは云々という不安の背景について、少し技術的な補足をいたします。
カリー化関数構文の部分評価の処理において、local-expand を使って式をフルに展開している箇所があります。
コードの分析のため、核構文のみの形にする必要があるからなんですが、そうすると、マクロ展開された式の中に、モジュールでエクスポートされていない識別子やローカル変数などが出てくる場合があるんです。
マクロが定義されているモジュールの外からそのような識別子にアクセスされることは、モジュールの安全性を脅かす事態です。というわけで、MzScheme では syntax certificate というものを問題のある識別子に付与し、アクセス権限の無い文脈でのアクセスがあるとコンパイル・エラーを発する仕組みになっています。
これが実は悩みの種で、以前の実装では、例えば fun 構文の中で aif 構文を使うと
compile: reference is more certified than binding in: val
のようなエラーが出てしまっていました。val は anaphora モジュールの中の aif 構文の定義に出てくるローカル変数であるため、サードパーティーのマクロ (まぁどっちも自分で作ってるんですが) からのアクセスが許可されないわけです。
悩み抜いた結果、ようやく解決方法が分かったのでここに書いておきます。
(define (collect-certs stx)
(let loop ((stx stx) (certs '()))
(cond ((syntax? stx)
(loop (syntax-e stx) (cons stx certs)))
((pair? stx)
(loop (cdr stx) (loop (car stx) certs)))
(else certs))))
(define (stx-recertify stx)
(let ((certs (collect-certs stx))
(insp (current-code-inspector)))
(lambda (stx)
(let loop ((certs certs) (stx stx))
(if (null? certs)
stx
(loop (cdr certs)
(syntax-recertify stx (car certs) insp #f)))))))
(define (stx->tree stx stop? (certify values))
(let loop ((stx stx))
(cond ((stop? stx) (certify stx))
((syntax? stx)
(loop (syntax-e stx)))
((pair? stx)
(cons (loop (car stx))
(loop (cdr stx))))
(else stx))))collect-certs により、expand して得られた構文オブジェクト (stx) に含まれる全ての syntax certificate を集めます。保護された識別子だけでなく、それを包む式に付与されたものも含めてです。実際に集めているのは構文オブジェクトなんですが、それに certificate が含まれています。
そして stx-recertify によって、個別に取り出された識別子に対し、集められた certificate を全て与えてしまいます (syntax-recertify)。
呼び出し方
(stx->tree expanded-syntax
identifier?
(stx-recertify expanded-syntax))後はツリーのトラバーサル関数を使って自由にコード変形をすることができます。
一般に、1つのコードには複数のモジュールに由来するマクロの呼び出しがあるものなので、識別子の出自に関わらず全ての certificate を付与してしまうこの方法は少々乱暴な気もするんですが、エラーが出なくなったので取り敢えず良しとしておきます。
ファイル:
anaphora.ss arcfun.ss hasfun-helper.ss mlfun.ss
参考文献:
On Lisp - Anaphoric Macros
PLT Scheme Blog - Dirty Looking Hygiene
