Common Lispでオレオレforマクロを定義する

Common Lispにはやたらと高機能なかわりに構文がおかしなloopマクロが存在します。

loopマクロは高機能なのですが、多重ループを処理しようとすると collect や nconc などのキーワードを使ってネストさせる必要があります(多分)。

Clojureのforは多重ループ(のようなもの)を簡潔に記述できるので、似たような構文をマクロで定義してみようと思います。

(defun enumrate (from to)
  (loop :for i from from to to :collect i))

(defun pattern-binding (form pattern)
  (if (/= (length form) (length pattern))
      nil
      (let ((binding
	     (mapcar
	      #'(lambda (f p)
		  (cond
		    ((and (keywordp f) (keywordp p))
		     (if (eq f p)
			 f
			 nil))
		    ((keywordp p) nil)
		    ((symbolp p) (list p f))
		    (T (error "Invalid pattern or form"))))
	      form
	      pattern)))
	(if (member nil binding)
	    nil
	    (remove-if #'keywordp binding)))))

(defmacro keyword-pattern-case (form &body pattern-clauses)
  (if (null pattern-clauses)
      nil
      (let ((binding (pattern-binding form (caar pattern-clauses))))
	(if binding
	    `(let ,binding
	       ,@(cdar pattern-clauses))
	    `(keyword-pattern-case ,form ,@(cdr pattern-clauses))))))


(defun expand-for-forms (forms body)
  (if (null forms)
      `(progn ,@body)
      (let ((form (car forms))
	    (rest (cdr forms))
	    (sym1 (gensym))
	    (sym2 (gensym)))
	(let ((gather (if rest :nconc :collect)))
	  `(keyword-pattern-case ,form
	    ((,(car form) :in ,sym1)
	     (loop :for ,(car form) :in ,sym1
		 ,gather ,(expand-for-forms rest body)))
	    ((,(car form) :range ,sym1 ,sym2)
	     (loop :for ,(car form) :in (enumrate ,sym1 (1- ,sym2))
		 ,gather ,(expand-for-forms rest body))))))))

(defmacro for ((&rest forms) &body body)
  (unless (every #'listp forms)
    (error "Invalid forms"))
  (if (null forms)
      `(progn
	 ,@body)
      (expand-for-forms forms body)))

;; example
(for ((i :in '(1 2 3))
      (j :in '(4 5 6)))
  (list i j))
;; => ((1 4) (1 5) (1 6) (2 4) (2 5) (2 6) (3 4) (3 5) (3 6))

(for ((i :in (list 2 3))
      (j :range 10 13))
  (list i j))
;; =>((2 10) (2 11) (2 12) (3 10) (3 11) (3 12))

現在、formとして許されるのは loopマクロのinに展開されるものと、 for - from - toに展開されるものだけです。また、手抜きパターンマッチのせいで:inや:rangeはキーワードでなければなりません。

展開後の一番外側のletのせいで警告が出てきますし、まだまだ改良が必要なようです。