common-lisp
LOOP、反復のためのCommon Lispマクロ

束縛ループ

私たちは繰り返しを使ってrepeat回も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度も何度もrepeatます

CL-USER> (loop repeat 10 do (format t "Hello!~%"))
Hello!
Hello!
Hello!
Hello!
Hello!
Hello!
Hello!
Hello!
Hello!
Hello!
NIL
CL-USER> (loop repeat 10 collect (random 50))
(28 46 44 31 5 33 43 35 37 4)

シーケンスをループする

(loop for i in '(one two three four five six)
      do (print i))
(loop for i in '(one two three four five six) by #'cddr
      do (print i)) ;prints ONE THREE FIVE

(loop for i on '(a b c d e f g)
      do (print (length i))) ;prints 7 6 5 4 3 2 1
(loop for i on '(a b c d e f g) by #'cddr
      do (print (length i))) ;prints 7 5 3 1
(loop for i on '(a b c)
      do (print i)) ;prints (a b c) (b c) (c)

(loop for i across #(1 2 3 4 5 6)
      do (print i)) ; prints 1 2 3 4 5 6
(loop for i across "foo"
      do (print i)) ; prints #\f #\o #\o
(loop for element across "foo"
      for i from 0
      do (format t "~a ~a~%" i element)) ; prints 0 f\n1 o\n1 o

ここにキーワードの概要があります

ハッシュテーブルのルーピング

(defvar *ht* (make-hash-table))
(loop for (sym num) on 
        '(one 1 two 2 three 3 four 4 five 5 six 6 seven 7 eight 8 nine 9 ten 10)
        by #'cddr
      do (setf (gethash sym *ht*) num))

(loop for k being each hash-key of *ht*
      do (print k)) ; iterate over the keys
(loop for k being the hash-keys in *ht* using (hash-value v)
      do (format t "~a=>~a~%" k v))
(loop for v being the hash-value in *ht*
      do (print v))
(loop for v being each hash-values of *ht* using (hash-key k)
      do (format t "~a=>~a~%" k v))

シンプルルーンフォーム

特別なキーワードのない単純なLOOPフォーム：

(loop forms...)

ループを抜け出すには、 (return <return value>) `

いくつかの例：

(loop (format t "Hello~%"))  ; prints "Hello" forever
(loop (print (eval (read)))) ; your very own REPL
(loop (let ((r (read)))
        (typecase r
         (number (return (print (* r r))))
         (otherwise (format t "Not a number!~%")))))

パッケージをループする

(loop for s being the symbols in 'cl
      do (print s))
(loop for s being the present-symbols in :cl
      do (print s))
(loop for s being the external-symbols in (find-package "COMMON LISP")
      do (print s))
(loop for s being each external-symbols of "COMMON LISP"
      do (print s))
(loop for s being each external-symbol in pack ;pack is a variable containing a package
      do (print s))

算術ループ

(loop for i from 0 to 10
      do (print i)) ; prints 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(loop for i from 0 below 10
      do (print i)) ; prints 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(loop for i from 10 above 0
      do (print i)) ; prints 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
(loop for i from 10 to 0
      do (print i)) ; prints nothing
(loop for i from 10 downto 0
      do (print i)) ; prints 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
(loop for i downfrom 10 to 0
      do (print i)) ; same as above
(loop for i from 1 to 100 by 10
      do (print i)) ; prints 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91
(loop for i from 100 downto 0 by 10
      do (print i)) ; prints 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
(loop for i from 1 to 10 by (1+ (random 3))
      do (print i)) ; note that (random 3) is evaluated only once
(let ((step (random 3)))
  (loop for i from 1 to 10 by (+ step 1)
        do (print i))) ; equivalent to the above
(loop for i from 1 to 10
      for j from 11 by 11
      do (format t "~2d ~3d~%" i j)) ;prints 1 11\n2 22\n...10 110

FOR文での破壊

複合オブジェクトのリストを削除することができます

CL-USER> (loop for (a . b) in '((1 . 2) (3 . 4) (5 . 6)) collect a)
(1 3 5)
CL-USER> (loop for (a . b) in '((1 . 2) (3 . 4) (5 . 6)) collect b)
(2 4 6)
CL-USER> (loop for (a b c) in '((1 2 3) (4 5 6) (7 8 9) (10 11 12)) collect b)
(2 5 8 11)

リスト自体を分解することもできます

CL-USER> (loop for (a . b) on '(1 2 3 4 5 6) collect a)
(1 2 3 4 5 6)
CL-USER> (loop for (a . b) on '(1 2 3 4 5 6) collect b)
((2 3 4 5 6) (3 4 5 6) (4 5 6) (5 6) (6) NIL)

これは、特定の要素だけを反復処理する場合に便利です

CL-USER> (loop for (a . b) on '(1 2 3 4 5 6) by #'cddr collect a)
(1 3 5)
CL-USER> (loop for (a . b) on '(1 2 3 4 5 6) by #'cdddr collect a)
(1 4)

NILを使用して用語を無視する：

(loop for (a nil . b) in '((1 2 . 3) (4 5 . 6) (7 8 . 9))
      collect (list a b)) ;=> ((1 3) (4 6) (7 9))
(loop for (a b) in '((1 2) (3 4) (5 6)) ;(a b) == (a b . nil)
      collect (+ a b)) ;=> (3 7 11)

; iterating over a window in a list
(loop for (pre x post) on '(1 2 3 4 5 3 2 1 2 3 4)
      for nth from 1
      while (and x post) ; checks that we have three elements of the list
      if (and (<= post x) (<= pre x)) collect (list :max x nth)
      if (and (>= post x) (>= pre x)) collect (list :min x nth))
; The above collects local minima/maxima

式としてのLOOP

現在使用されているほとんどすべてのプログラミング言語のループとは異なり、Common LispのLOOPは式として使用できます。

(let ((doubled (loop for x from 1 to 10
                     collect (* 2 x))))
    doubled) ;; ==> (2 4 6 8 10 12 14 16 18 20)

(loop for x from 1 to 10 sum x)

MAXIMIZEと、 LOOPは評価された最大値を返します。 MINIMIZEはMAXIMIZEの反対です。

(loop repeat 100
      for x = (random 1000)
      maximize x)

COUNTは、式がループ中に非NIL評価された回数を示します。

(loop repeat 100
      for x = (random 1000)
      count (evenp x))

LOOPは、 some 、 every 、 notany関数と同等のものもあります：

(loop for ch across "foobar"
     thereis (eq ch #\a))

(loop for x in '(a b c d e f 1)
    always (symbolp x))

(loop for x in '(1 3 5 7)
    never (evenp x))

...シーケンスを反復することに限定されているわけではありません。

(loop for value = (read *standard-input* nil :eof)
   until (eq value :eof)
   never (stringp value))

LOOP値生成動詞には、-ing接尾辞を付けることもできます。

(loop repeat 100
      for x = (random 1000)
      minimizing x)

これらの動詞によって生成された値を変数（ LOOPマクロによって暗黙的に作成される）に取り込むこともできます。これにより、一度に複数の値を生成することができます。

 (loop repeat 100
     for x = (random 1000)
     maximizing x into biggest
     minimizing x into smallest
     summing x into total
     collecting x into xs
     finally (return (values biggest smallest total xs)))

同じ出力値にcollect 、 countなどの句を複数持つことができます。それらは順番に実行されます。

以下は、アソシエーションリスト（ assocと一緒に使うことができる）をプロパティリスト（ getf使うことができる）に変換します：

(loop for (key . value) in assoc-list
      collect key
      collect value)

これはより良いスタイルですが、

(loop for (key . value) in assoc-list
      append (list key value))

条件付きで実行するLOOP句

LOOPは、句の実行方法を制御できる独自のIF文があります。

(loop repeat 1000
      for x = (random 100)
      if (evenp x)
        collect x into evens
      else
        collect x into odds
      finally (return (values evens odds)))

IF本体で複数の句を組み合わせるには、特殊な構文が必要です。

 (loop repeat 1000
       for x = (random 100)
       if (evenp x)
          collect x into evens
          and do (format t "~a is even!~%" x)
       else
          collect x into odds
          and count t into n-odds
       finally (return (values evens odds n-odds)))

並列反復

LOOPでは複数のFOR句を使用できます。ループは、これらの句の最初のものが終了すると終了します。

(loop for a in '(1 2 3 4 5)
      for b in '(a b c)
      collect (list a b))
;; Evaluates to: ((1 a) (2 b) (3 c))

ループを継続するかどうかを決定する他の句を組み合わせることができます。

(loop for a in '(1 2 3 4 5 6 7)
      while (< a 4)
      collect a)
;; Evaluates to: (1 2 3)

(loop for a in '(1 2 3 4 5 6 7)
      while (< a 4)
      repeat 1
      collect a)
;; Evaluates to: (1)

答えがわかるとすぐに、どのリストが長いかを判断し、反復をカットします。

(defun longerp (list-1 list-2)
    (loop for cdr1 on list-1
          for cdr2 on list-2
          if (null cdr1) return nil
          else if (null cdr2) return t
          finally (return nil)))

リストの要素の番号付け：

(loop for item in '(a b c d e f g)
      for x from 1
      collect (cons x item))
;; Returns ((1 . a) (2 . b) (3 . c) (4 . d) (5 . e) (6 . f) (7 . g))

リストのすべての数字が偶数であることを確認しますが、最初の100項目のみを確認してください。

(assert
   (loop for number in list
         repeat 100
         always (evenp number)))

ネストされた反復

特別なLOOP NAMED foo構文を使用すると、早期に終了できるループを作成できます。出口はreturn-fromを使用して実行され、ネストされたループ内から使用できます。

次の例では、ネストされたループを使用して、2D配列内の複素数を検索します。

(loop named top
      for x from 0 below (array-dimension *array* 1)
      do (loop for y from 0 below (array-dimension *array* 0))
               for n = (aref *array* y x)
             when (complexp n)
               do (return-from top (values n x y))))

RETURN句対RETURN形式です。

LOOP内では、任意の式でCommon Lisp (return)形式を使用することができます。これにより、 LOOP形式はすぐにreturn値として評価されます。

LOOPには、ほぼ同じように動作するreturn節もありますが、括弧で囲まないと唯一の違いがあります。この節はLOOPのDSL内で使用され、フォームは式内で使用されます。

(loop for x in list
      do (if (listp x) ;; Non-barewords after DO are expressions
             (return :x-has-a-list)))

;; Here, both the IF and the RETURN are clauses
(loop for x in list
     if (listp x) return :x-has-a-list)

;; Evaluate the RETURN expression and assign it to X...
;; except RETURN jumps out of the loop before the assignment
;; happens.
(loop for x = (return :nothing-else-happens)
      do (print :this-doesnt-print))

finallyは式でなければならないので、 return句ではなく、 (return)形式を使用する必要があります。

 (loop for n from 1 to 100
       when (evenp n) collect n into evens
       else collect n into odds
      finally return (values evens odds)) ;; ERROR!

 (loop for n from 1 to 100
       when (evenp n) collect n into evens
       else collect n into odds
      finally (return (values evens odds))) ;; Correct usage.

リストのウィンドウをループする

サイズ3のウィンドウのいくつかの例：

;; Naïve attempt:
(loop for (first second third) on '(1 2 3 4 5)
      do (print (* first second third)))
;; prints 6 24 60 then Errors on (* 4 5 NIL)

;; We will try again and put our attempt into a function
(defun loop-3-window1 (function list)
  (loop for (first second third) on list
        while (and second third)
        do (funcall function first second third)))
(loop-3-window1 (lambda (a b c) (print (* a b c))) '(1 2 3 4 5))
;; prints 6 24 60 and returns NIL
(loop-3-window1 (lambda (a b c) (print (list a b c))) '(a b c d nil nil e f))
;; prints (a b c) (b c d) then returns NIL

;; A second attempt
(defun loop-3-window2 (function list)
  (loop for x on list
        while (nthcdr 2 x) ;checks if there are at least 3 elements
        for (first second third) = x
        do (funcall function first second third)))
(loop-3-window2 (lambda (a b c) (print (list a b c))) '(a b c d nil nil e f))
;; prints (a b c) (b c d) (c d nil) (c nil nil) (nil nil e) (nil e f)

;; A (possibly) more efficient function:
(defun loop-3-window2 (function list)
  (let ((f0 (pop list))
        (s0 (pop list)))
    (loop for first = f0 then second
          and second = s0 then third
          and third in list
          do (funcall function first second third))))

;; A more general function:
(defun loop-n-window (n function list)
  (loop for x on list
        while (nthcdr (1- n) x)
        do (apply function (subseq x 0 n))))
;; With potentially efficient implementation:
(define-compiler-macro loop-n-window (n function list &whole w)
  (if (typep n '(integer 1 #.call-arguments-limit))
     (let ((vars (loop repeat n collect (gensym)))
           (vars0 (loop repeat (1- n) collect (gensym)))
           (lst (gensym)))
       `(let ((,lst ,list))
          (let ,(loop for v in vars0 collect `(,v (pop ,lst)))
            (loop for
                  ,@(loop for v0 in vars0 for (v vn) on vars
                     collect v collect '= collect v0 collect 'then collect vn
                     collect 'and)
                  ,(car (last vars)) in ,lst
                  do ,(if (and (consp function) (eq 'function (car function))
     w