Бесплатный курс по Clojure. Зарегистрируйтесь для отслеживания прогресса →

Clojure: Данные как код

Когда речь заходит о Lisp-подобных языках, часто упоминается фраза "код как данные", разберемся, что же она означает и как эта фраза связана с макросами (об этом немного говорилось в теме Списки).

Рассмотрим примеры Clojure кода и Python (немножко разнообразия никогда не помешает!):

def func(foo):
  return do_something(foo)

В Clojure аналогичный код будет выглядеть так:

(defn func [foo]
  (do-something foo))

Синтаксис очень похож, разница лишь в том, что код на Clojure записывается внутри списка. Lisp-подобные языки не различают выражения (func arg1 arg2) и (1 2 3). Рассмотрим это на примере:

; Нет необходимости даже объявлять func, arg1 и arg2
; про символ ' будет описано чуть позже
(count '(func arg1 arg2))
; => 3

(count '(1 2 3))
; => 3

Однако в Python так сделать нельзя:

len(func(arg1, arg2))
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'func' is not defined

А какая здесь связь с макросами? Если описывать упрощенно, то макросы создают валидные lisp формы для их выполнения (evaluation). Макросы можно воспринимать как lisp трансляторы: вы передаете какие-то данные и макрос переводит эти данные уже в валидные lisp данные (которые как код можно выполнить).

Теперь переключимся на символ ', который мы использовали в коде выше. Зачем он нужен? В Lisp-подобных языках есть такие понятия как символ (symbol) и значение (value) и очень важно понимать, в чем между ними разница. Например:

foo = 10

В таком коде мы размышляем о переменной foo как о 10, грубо говоря, мы думаем о значении, а не о символе foo, которое оно представляет. В Clojure же (и во всех Lisp-подобных языках) ситуация другая. Язык позволяет ссылаться на символ не затрагивая его значения. В большинстве других языков такое невозможно. То есть если вы хотите сослаться на символ (эта тема уже затрагивалась в модуле со списками), нужно воспользоваться ' (мы еще вернемся к теме символов). А теперь рассмотрим пример:

(def foo 10)
; мы объявили символ и его значение

; ссылаемся на значение символа
foo
; => 10

; ссылаемся на символ
'foo
; => foo

Итак, после такой долгой подготовки напишем простенький макрос! В Lisp-подобных языках используется префиксная нотация, создадим макрос, который позволит записывать простые операции инфиксной нотацией, например (2 + 2). В наш макрос передается список из трех элементов (да, + тоже является элементом списка). Затем нам нужно переставить переданные данные в валидное lisp выражение, то есть мы хотим получить такой эффект (1 + 2) -> (+ 1 2). Как можно получить такое выражение? Всего лишь передвинуть второй элемент списка в начало!

(defmacro infix-notation [[left operator right]]
  (list operator left right))

(infix-notation (1 + 2))
; => 3

(infix-notation (1 > 2))
; => false

(1 + 2) и (1 > 2) не являются валидным lisp кодом, но наш макрос позволяет перевести его в (+ 1 2) и (> 1 2) соответственно, а эти выражения уже являются корректным lisp кодом, который можно выполнить.

Задание

Для закрепления, создайте макрос postfix-notation, который позволяет выполнять такой код (2 2 +) (то есть позволяет записывать формы постфиксной нотацией).

Упражнение не проходит проверку — что делать? 😶

Если вы зашли в тупик, то самое время задать вопрос в «Обсуждениях». Как правильно задать вопрос:

  • Обязательно приложите вывод тестов, без него практически невозможно понять что не так, даже если вы покажете свой код. Программисты плохо исполняют код в голове, но по полученной ошибке почти всегда понятно, куда смотреть.
В моей среде код работает, а здесь нет 🤨

Тесты устроены таким образом, что они проверяют решение разными способами и на разных данных. Часто решение работает с одними входными данными, но не работает с другими. Чтобы разобраться с этим моментом, изучите вкладку «Тесты» и внимательно посмотрите на вывод ошибок, в котором есть подсказки.

Мой код отличается от решения учителя 🤔

Это нормально 🙆, в программировании одну задачу можно выполнить множеством способов. Если ваш код прошел проверку, то он соответствует условиям задачи.

В редких случаях бывает, что решение подогнано под тесты, но это видно сразу.

Прочитал урок — ничего не понятно 🙄

Создавать обучающие материалы, понятные для всех без исключения, довольно сложно. Мы очень стараемся, но всегда есть что улучшать. Если вы встретили материал, который вам непонятен, опишите проблему в «Обсуждениях». Идеально, если вы сформулируете непонятные моменты в виде вопросов. Обычно нам нужно несколько дней для внесения правок.

Кстати, вы тоже можете участвовать в улучшении курсов: внизу есть ссылка на исходный код уроков, который можно править прямо из браузера.

Полезное


Нашли ошибку? Есть что добавить? Пулреквесты приветствуются https://github.com/hexlet-basics
Если вы столкнулись с трудностями и не знаете, что делать, задайте вопрос в нашем большом и дружном сообществе