《实战Common Lisp》系列次要讲述在应用Common Lisp时能派上用场的小函数，心愿能为Common Lisp的振兴做一些渺小的奉献。MAKE COMMON LISP GREAT AGAIN。

序言

写了一段时间的Python后，总感觉它跟Common Lisp（下文简称CL）有亿点点像。例如，Python和CL都反对可变数量的函数参数。在Python中写作

def foo(* args):    print(args)

而在CL中则写成

(defun foo (&rest args)  (print args))

Python的语法更紧凑，而CL的语法表意更清晰。此外，它们也都反对关键字参数。在Python中写成

def bar(*, a=None, b=None):    print('a={}\tb={}'.format(a, b))

而在CL中则是

(defun bar (&key (a nil) (b nil))  (format t "a=~A~8Tb=~A~%" a b))

只管CL的&key依然更清晰，但申明参数默认值的语法的确是Python更胜一筹。

仔细的读者可能发现了，在Python中有一个叫做format的办法（属于字符串类），而在CL则有一个叫做format的函数。并且，从下面的例子来看，它们都负责生成格式化的字符串，那么它们有相似之处吗？

答案是否定的，CL的format几乎就是格式化打印界的一股泥石流。

`format`的根本用法

无妨从下面的示例代码动手介绍CL中的format（下文在不引起歧义的状况下，简称为format）的根本用法。首先，它须要至多两个参数：

第一个参数管制了format将会把格式化后的字符串打印到什么中央。t示意打印到规范输入；
第二个参数则是本文的配角，名为管制字符串（control-string）。它领导format如何格式化。

听起来很神秘，但其实跟C语言的fprintf也没什么差异。

在管制字符串中，个别会有许多像占位符个别的命令（directive）。正如Python的format办法中，有各式各样的format_spec可能格式化对应类型的数据，管制字符串中的命令也有很多种，常见的有：

打印二进制数字的~B，例如(format t "~B" 5)会打印出101；
打印八进制数字的~O，例如(format t "~O" 8)会打印出10；
打印十进制数字的~D；
打印十六进制数字的~X，例如(format t "~X" 161)会打印出A1；
打印任意一种类型的~A，个别打印字符串的时候会用到。

另外，format的命令也反对参数。在Python中，能够用下列代码打印右对齐的、左侧填充字符0的、二进制模式的数字5

print('{:0>8b}'.format(5))

format函数也能够做到同样的事件

(format t "~8,'0B" 5)

到这里为止，你可能会感觉format的管制字符串，不过就是将花括号去掉、冒号换成波浪线，以及参数语法不一样的format办法的翻版罢了。

接下来，让咱们进入format的黑科技领域。

`format`的高级用法

进制转换

后面列举了打印二、八、十，以及十六进制的命令，但format还反对其它的进制。应用命令~R搭配参数，format能够打印数字从2到36进制的所有状态。

(format t "~3R~%" 36)   ; 以 3进制打印数字36，后果为1100(format t "~5R~%" 36)   ; 以 5进制打印数字36，后果为 121(format t "~7R~%" 36)   ; 以 7进制打印数字36，后果为  51(format t "~11R~%" 36)  ; 以11进制打印数字36，后果为  33(format t "~13R~%" 36)  ; 以13进制打印数字36，后果为  2A(format t "~17R~%" 36)  ; 以17进制打印数字36，后果为  22(format t "~19R~%" 36)  ; 以19进制打印数字36，后果为  1H(format t "~23R~%" 36)  ; 以23进制打印数字36，后果为  1D(format t "~29R~%" 36)  ; 以29进制打印数字36，后果为  17(format t "~31R~%" 36)  ; 以31进制打印数字36，后果为  15

之所以最大为36进制，是因为十个阿拉伯数字，加上二十六个英文字母正好是三十六个。那如果不给~R加任何参数，会应用0进制吗？非也，format会把数字打印成英文单词

(format t "~R~%" 123) ; 打印出one hundred twenty-three

甚至能够让format打印罗马数字，只有加上@这个修饰符即可

(format t "~@R~%" 123) ; 打印出CXXIII

天晓得为什么要内置这么冷门的性能。

大小写转换

你，作为一名仔细的读者，可能留意到了，format的~X只能打印出大写字母，而在Python的format办法中，{:x}能够输入小写字母的十六进制数字。即便你在format函数中应用~x也是有效的，因为命令是大小写不敏感的（case insensitive）。

那要怎么实现打印小写字母的十六进制数字呢？答案是应用新的命令~(，以及它配套的命令~)

(format t "~(~X~)~%" 26) ; 打印1a

配合:和@修饰符，一共能够实现四种大小写格调

(format t "~(hello world~)~%")   ; 打印hello world(format t "~:(hello world~)~%")  ; 打印Hello World(format t "~@(hello world~)~%")  ; 打印Hello world(format t "~:@(hello world~)~%") ; 打印HELLO WORLD

对齐管制

在Python的format办法中，能够管制打印出的内容的宽度，这一点在“format的根本用法”中曾经演示过了。如果设置的最小宽度（在下面的例子中，是8）超过了打印的内容所占据的宽度（在下面的例子中，是3），那么还能够管制其采纳左对齐、右对齐，还是居中对齐。

在CL的format函数中，不论是~B、~D、~O，还是~X，都没有管制对齐形式的选项，数字总是右对齐。要管制对齐形式，须要用到~<和它配套的~>。例如，上面的CL代码能够让数字在八个宽度中左对齐

(format t "|~8<~B~;~>|" 5)

打印内容为|101 |。~<跟后面提到的其它命令不一样，它不耗费管制字符串之后的参数，它只管制~<和~>之间的字符串的布局。这意味着，即便~<和~>之间是字符串常量，它也能够起作用。

(format t "|~8,,,'-<~;hello~>|" 5)

下面的代码运行后会打印出|---hello|：8示意用于打印的最小宽度；三个逗号（,）之间为空，示意疏忽~<的第二和第三个参数；第四个参数管制着打印后果中用于填充的字符，因为-不是数字，因而须要加上单引号前缀；~;是外部的分隔符，因为它的存在，hello成了最右侧的字符串，因而会被右对齐。

如果~<和~>之间的内容被~;分隔成了三局部，还能够实现左对齐、居中对齐，以及右对齐的成果

(format t "|~24<left~;middle~;right~>|") ; 打印出|left    middle     right|

跳转

通常状况下，管制字符串中的命令会耗费参数，比方~B和~D等命令。也有像~<这样不耗费参数的命令。但有的命令甚至能够做到“一参多用”，那就是~*。比方，给~*加上冒号润饰，就能够让上一个被耗费的参数从新被耗费一遍

(format t "~8D~:*~8D~8D~%" 1 2) ; 打印出       1       1       2

在~8D耗费了参数1之后，~:*让下一个被耗费的参数从新指向了1，因而第二个~8D拿到的参数依然是1，最初一个拿到了2。只管管制字符串中看起来有三个~D命令而参数只有两个，却仍然能够失常打印。

在format的文档中一个不错的例子，就是让~*和~P搭配应用。~P能够依据它对应的参数是否大于1，来打印出字母s或者什么都不打印。配合~:*就能够实现依据参数打印出单词的复数或复数模式的性能

(format t "~D dog~:*~P~%" 1) ; 打印出1 dog(format t "~D dog~:*~P~%" 2) ; 打印出2 dogs

甚至你能够组合一下后面的毕生所学

(format t "~@(~R dog~:*~P~)~%" 2) ; 打印出Two dogs

条件打印

命令~[和~]也是成对呈现的，它们的作用是选择性打印，不过比起编程语言中的if，更像是取数组某个下标的元素

(format t "~[~;one~;two~;three~]~%" 1) ; 打印one(format t "~[~;one~;two~;three~]~%" 2) ; 打印two(format t "~[~;one~;two~;three~]~%" 3) ; 打印three

但这个个性还挺鸡肋的。想想，你必定不会平白无故传入一个数字来作为下标，而这个作为下标的数字很可能自身就是通过position之类的函数计算出来的，而position就要求传入待查找的item和整个列表sequence，而为了用上~[你还得把列表中的每个元素硬编码到管制字符串中，颇有背道而驰的滋味。

给它加上冒号修饰符之后倒是有点用途，比方能够将CL中的真（NIL以外的所有对象）和假（NIL）打印成单词true和false

(format t "~:[false~;true~]" nil) ; 打印false

循环打印

圆括号和方括号都用了，又怎么能少了花括号呢。没错，~{也是一个命令，它的作用是遍历列表。例如，想要打印出一个列表中的每个元素，并且两两之间用逗号和空格离开的话，能够用下列代码

(format t "~{~D~^, ~}" '(1 2 3)) ; 打印出1, 2, 3

~{和~}之间也能够有不止一个命令，例如下列代码中每次会耗费列表中的两个元素

(format t "{~{\"~A\": ~D~^, ~}}" '(:a 3 :b 2 :c 1))

打印后果为{"A": 3, "B": 2, "C": 1}。如果把这两个format表达式拆成用循环写的、不应用format的等价模式，大概是上面这样子

; 与(format t "~{~D~^, ~}" '(1 2 3))等价(progn  (do ((lst '(1 2 3) (cdr lst)))      ((null lst))    (let ((e (car lst)))      (princ e)      (when (cdr lst)        (princ ", "))))  (princ #\Newline)); 与(format t "{~{\"~A\": ~D~^, ~}}" '(:a 3 :b 2 :c 1))等价(progn  (princ "{")  (do ((lst '(:c 3 :b 2 :a 1) (cddr lst)))      ((null lst))    (let ((key (car lst))          (val (cadr lst)))      (princ "\"")      (princ key)      (princ "\": ")      (princ val)      (when (cddr lst)        (princ ", "))))  (princ "}")  (princ #\Newline))

这么看来，~{的确能够让使用者写出更紧凑的代码。

参数化参数

在后面的例子中，只管用~R搭配不同的参数能够将数字打印成不同进制的模式，但毕竟这个参数是固化在管制字符串中的，局限性很大。例如，如果我想要定义一个函数print-x-in-base-y，使得参数x能够打印为y过程的模式，那么兴许会这么写

(defun print-x-in-base-y (x y)  (let ((control-string (format nil "~~~DR" y)))    (format t control-string x)))

但format的灵活性，容许使用者将命令的前缀参数也放到管制字符串之后的列表中，因而能够写成如下更简练的实现

(defun print-x-in-base-y (x y)  (format t "~VR" y x))

而且不只一个，你能够把所有参数都写成参数的模式

(defun print-x-in-base-y (x                          &optional y                          &rest args                          &key mincol padchar commachar commainterval)  (declare (ignorable args))  (format t "~V,V,V,V,VR"          y mincol padchar commachar commainterval x))

祝贺你从新创造了~R，而且还不反对:和@修饰符。

自定义命令

要在CL中打印形如2021-01-29 22:43这样的日期和工夫字符串，是一件比拟麻烦的事件

(multiple-value-bind (sec min hour date mon year)    (decode-universal-time (get-universal-time))  (declare (ignorable sec))  (format t "~4D-~2,'0D-~2,'0D ~2,'0D:~2,'0D~%"          year mon date hour min))

谁让CL没有内置像Python的datetime模块这般欠缺的性能呢。不过，借助format的~/命令，咱们能够在管制字符串中写上要调用的自定义函数，来深度定制打印进去的内容。以打印上述格局的日期和工夫为例，首先定义一个后续要用的自定义函数

(defun yyyy-mm-dd-HH-MM (dest arg is-colon-p is-at-p &rest args)  (declare (ignorable args is-at-p is-colon-p))  (multiple-value-bind (sec min hour date mon year)      (decode-universal-time arg)    (declare (ignorable sec))    (format dest "~4D-~2,'0D-~2,'0D ~2,'0D:~2,'0D~%"            year mon date hour min)))

而后便能够间接在管制字符串中应用它的名字

(format t "~/yyyy-mm-dd-HH-MM/" (get-universal-time))

在我的机器上运行的时候，打印内容为2021-01-29 22:51。

后记

format能够做的事件还有很多，CL的HyperSpec中有对于format函数的具体介绍，CL爱好者肯定不容错过。

最初，其实Python跟CL并不怎么像。每每看到Python中的__eq__、__ge__，以及__len__等办法的奇妙使用时，身为一名Common Lisp爱好者，我都会流露出艳羡的神气。纵然CL被称为可扩大的编程语言，这些平庸的性能却仍旧无奈不便地做到呢。

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format的根本用法

format的高级用法