The Racket Guide阅读笔记【四】

The Racket Guide阅读笔记，chapter 5， 6.

5 Programmer-Defined Datatypes

5.1 Simple Structure Types: struct

struct可以用来创建自定义的类型。语法如下：

(struct struct-id (field-id ...))

例子：

(struct posn (x y))

默认struct不限制字段的类型。如果需要限制，则要使用Contracts。

5.2 Copying and Update

(struct-copy struct-id struct-expr [field-id expr] ...)可以用来克隆一个struct。克隆之后的struct和原来的struct具有相同的字段，但不相等。可以在克隆的时候顺便跟新字段。

> (define p1 (posn 1 2))
> (define p2 (struct-copy posn p1 [x 3]))

5.3 Structure Subtypes

可以用struct struct-id super-id (field-id ...))来定义struct的子类型。

(struct posn (x y))
(struct 3d-posn posn (z))

子类型不会有父类型的字段选择器。上面的3d-posn的定义不会生成3d-posn-x。

5.4 Opaque versus Transparent Structure Types

默认情况下struct打印的时候不显示字段，通过加上#:transparent关键字可以让打印的时候带上字段内容。

(struct posn (x y)
        #:transparent)
 
> (posn 1 2)
(posn 1 2)

通透的struct支持反射操作，比如struct?以及struct-info等等。

5.5 Structure Comparisons

equal?默认会递归对比struct的每一个字段。但是equal?只会对比实例的统一性：

> (struct lead (width height))
> (define slab (lead 1 2 ))
> (equal? slab (lead 1 2))
#f

可以把struct对比的任务交给某个方法。为此，需要使用关键字#:menthods来指定目标方法gen:equal+hash，内含三个方法：

equal-proc
hash-proc
hash2-proc

5.6 Structure Type Generativity

多次调用struct会产生不同的struct，即便它们的字段相同。

5.7 Prefab Structure Types

使用#:prefab可以让struct的定义与prefab (“previously fabricated”)的结构兼容：

> (define lunch '#s(sprout bean))
> (struct sprout (kind) #:prefab)
> (sprout? lunch)
#t

一个prefab结构体也可以有另一个prefac结构体作为上形：

> (struct building (rooms [location #:mutable]) #:prefab)
> (struct house building ([occupied #:auto]) #:prefab
    #:auto-value 'no)
> (house 5 'factory)
'#s((house (1 no) building 2 #(1)) 5 factory no)

prefab可以只有常量值没有结构体。

现在结构体的形式可以分为多种：

Opagque （默认）：必须通过struct的定义来生成。没有定义无法得知其内容
Transparent：必须通过struct的定义来生成。但是实例的内容自描述。
Prefab：不需要通过struct的定义生生成。

5.8 More Structure Type Options

struct-options：

#:mutable，将字段设置为可改，并会为struct的字段生成set修改器
- #:mutable也可以指定在field级别
#:transparent
#:inspector，泛化#:transparent，用以支持更多访问控制选项
#:prefab，
#:auto-value，用于给:auto字段指定默认值
#:guard，指定构造函数
#:methods，用于实现某个接口的方法
#:property，用于实现property
#:super，用于指定上级

6 Modules

6.1 Module Basics

一个racket模块大概存放在一个文件中。

一个模块cake.rkt具有以下内容：

#lang racket
 
(provide print-cake)

...

那么另一个模块random-cake.rkt可以导入cake.rkt:

#lang racket
 
(require "cake.rkt")
 
(print-cake (random 30))

cake.rkt和random-cake.rkt必须在同一个目录。

6.1.1 Organizing Modules

如何用子目录来组织模块。

6.1.2 Library Collections

安装好的模块成为合集（collection），可以有层次结构。

一个例子：

(require racket/date)

其查找逻辑如下：

如果这个无引用的合集没有包含/，那么require会自动为其加上/main。也就是(require slideshow)等同于(require slideshow/main)
然后require会加上".rkt"后缀名
最后require会在合集中寻找这个文件

6.1.3 Packages and Collections

合集对应操作系统的一个文件，可以通过下面的代码打印其目录：

> (require setup/dirs)
> (build-path (find-collects-dir) "racket")

一个包是一系列库的集合，可以通过包管理器安装，也可以通过racket安装包发行。例如racket/gui库由gui包提供，parser-tools/lex由parser-tools提供。而gui本身是对于gui-lib的扩展；parser-tools本身是对parser-tools-lib的扩展。

6.1.4 Adding Collections

合集的目录可以通过(get-collects-search-dirs).打印，也可以通过PLTCOLLECTS环境变量修改。可以直接添加一个合集，但是最好还是通过包来管理。

假设目录"/usr/molly/bakery"下有"cake.rkt"模块，可以通过下面的命令安装一个名叫bakery的合集（同时这个包也叫做bakery）：

 raco pkg install --link /usr/molly/bakery

DrRacket中可以通过File菜单来安装。

之后就可以通过(require bakery/cake)的方式来引用"cake.rkt"中的定义了。

如果要发行你的模块，选择合集和封包名字的时候要小心。合集名字可以是层次的，但是首层名字是全局的。封包名字却是扁平的。

把封库放入合集之后依然可以使用raco make来构建。但是更好的方法是通过raco setup来构建。后者还会从"info.rkt"中生成文档。

6.2 Module Syntax

源文件开头的#lang隐含声明了一个模块。但是在REPL里面#lang不好使。

6.2.1 The module Form

可以使用下列方式声明模块：

(module name-id initial-module-path
  decl ...)

name-id通常对应文件名，initial-module-path通常是racket或者racket/base。

一个例子：

(module cake racket
  (provide print-cake)
  ---)

使用的时候可以(require 'cake)。

模块中的代码在首次require的时候计算。

6.2.2 The #lang Shorthand

#lang racket对应着(module name racket ---)，此处的name来自于文件名。

6.2.3 Submodules

module定义可以嵌套在另一个模块内部。请求一个模块并不会自动执行其子模块的代码。

还可以使用module*来定义子模块，和module定义的子模块不同：

module*定义的子模块只能从子模块引用父模块。
module*可以在initial-module-path处使用#f。

6.2.4 Main and Test Submodules

module*定义的内容不会在父模块被请求的时候调用。但是主模块除外。主模块中定义的子模块会在父模块代码执行完成后执行。

定义一个主模块：

(module* main #f
  (print-cake 10))

主模块中的子模块可以看作是经由module+定义的。多个module+定义的子模块可以同名，它们的内容会被整合成一体。

在定义测试模块的时候module+特别有用。(module+ test ---)的内容可以在raco test的时候自动执行。

使用(module+ main ....)可能更方便。

6.3 Module Paths

模块路径是到模块的一个引用。模块路径使用裹标识符表示。

相对模块路径采用unix的相对文件路径表示。用（current-load-relative-directory)可以打印相对路径的锚。如果相对路径以".ss"结尾，则会被自动转化为".rkt"。

模块路径采用解标识符，则模块是来自于安装的程式库。此处的解标识符能包含的字符包括ASCI字母数字以及+ - _ /。此时模块路径指向合集或者子合集。一个例子是racket/date，其指向racket合集中的date.rkt。

不以'/‘结尾的解标识符会被自动加上/main，比如racket会转为racket/main。

模块路径采用解标识符，跟(lib rel-string)同等效果。另外lib形式可以指定.rkt后缀。

(planet id)指向第三方的托管在PLaneT服务器上的库。类似的还有(planet package-string)以及(planet rel-string (user-string pkg-string vers ...))。

(file string)指向一个文件。

可以用submod指向一个子模块：

> (module zoo racket
    (module monkey-house racket
      (provide monkey)
      (define monkey "Curious George")))
> (require (submod 'zoo monkey-house))
> monkey
"Curious George"

6.4 Imports: require

require之前见过多次了。出现在顶层的require不仅导入一个模块，还会执行相应的代码。

require可以导入多个模块。一次性导入多个模块的时候，后面模块的绑定可能会覆盖前面模块的绑定。

可以用only-in限制导入的绑定个数，例如：

(require (only-in 'm tastes-great?))

可以用except-in来排除不想导入的绑定。

rename-in和only-in有点类似，但是未列出的绑定也会被导入。

prefix-in在导入的绑定的名字前面加上前缀。

上述提到的这几个-in可以互相嵌套发挥作用。

6.5 Exports: provide

默认情况下，所有模块的声明只有自身可见，除非通过provide提供给外部。provide形式只可以出现在模块级别。

(provide provide-spec ...)中的provide-spec可以是下列形式：

标识符
(rename-out [orig-id export-id] ...)
(struct-out struct-id)导出 (struct struct-id ....)创建的绑定
(all-defined-out)
(all-from-out module-path)导出从module-path导入的绑定
(except-out provide-spec id ...)，导出的时候忽略某些绑定
(prefix-out prefix-id provide-spec)，导出的时候加上某些前缀

6.6 Assignment and Redefinition

set!只可以修改本模块内的变量。导入其他模块是，只能同构导入的函数来修改其他模块内的变量。

基于文件的模块，当文件重新命名以后可能不会被自动加载。非文件模块可以在REPL重定义，但是在重新定义常量绑定的时候会报错：

> (module m racket
    (define pie 3.141597))
> (require 'm)
> (module m racket
    (define pie 3))
define-values: assignment disallowed;

 cannot re-define a constant

  constant: pie

  in module:'m

如果处于调试目的，可以通过compile-enforce-module-constants关掉上述约束。

6.7 Modules and Macros

racket的模块系统和宏系统相互合作，给racket带来强大的语法定义能力。

导入racket/base之后会展露require以及lambda语法，导入其他模块的时候会展露更多语法。

define-syntax-rule自身也是通过宏定义的。

（本篇完）

5 Programmer-Defined Datatypes#

5.1 Simple Structure Types: struct#

5.2 Copying and Update#

5.3 Structure Subtypes#

5.4 Opaque versus Transparent Structure Types#

5.5 Structure Comparisons#

5.6 Structure Type Generativity#

5.7 Prefab Structure Types#

5.8 More Structure Type Options#

6 Modules#

6.1 Module Basics#

6.1.1 Organizing Modules#

6.1.2 Library Collections#

6.1.3 Packages and Collections#

6.1.4 Adding Collections#

6.2 Module Syntax#

6.2.1 The module Form#

6.2.2 The #lang Shorthand#

6.2.3 Submodules#

6.2.4 Main and Test Submodules#

6.3 Module Paths#

6.4 Imports: require#

6.5 Exports: provide#

6.6 Assignment and Redefinition#

6.7 Modules and Macros#