使用(声明(类型...))但仍具有"安全"功能

Question

是否可以在函数中使用(declare (type ...))声明，但也可以对函数参数进行类型检查，以产生更快但仍然安全的代码?

例如,

(defun add (x y)
    (declare (type fixnum x y))
    (the fixnum x y))

作为(add 1 "a")调用时将导致未定义的行为，因此最好将其修改为

(defun add (x y)
    (declare (type fixnum x y))
    (check-type x fixnum)
    (check-type y fixnum)
    (the fixnum x y))

，但我担心编译器被允许假设check-type总是通过，从而省略检查。

所以我的问题是，上面的例子是错误的，因为我期望它，其次，是否有任何共同的成语*在使用优化代码实现类型安全?

*)我可以想象，例如，使用优化的lambda并在进行类型检查后调用它，但我想知道这是否是最优雅的方式。

Answer 1

您总是可以先检查类型，然后输入优化后的代码:

(defun foo (x)
  (check-type x fixnum)
  (locally
    (declare (fixnum x)
             (optimize (safety 0)))
    x))

LOCALLY用于局部声明。

Answer 2

既然你在问:

是否有可能在函数中使用(declare (type ...))声明，但也对函数参数执行类型检查，以产生更快但仍然安全的代码?

在我看来，你似乎忽略了关于Common Lisp类型系统的重要一点，那就是该语言不是(也不可能是)静态类型的。让我们来澄清这一点。

程序设计语言大致可分为三大类:

1. 带有静态类型检查:每个表达式或语句都是在编译时检查类型正确性，从而导致类型错误可以在程序开发过程中检测，代码多吗有效，因为在运行时不需要检查类型;
2. 带动态类型检查:每个操作都在运行时检查用于类型正确性，以便在运行时不会发生类型错误;
3. 不进行类型检查:类型错误可能在运行时发生，因此
程序可能会因错误或未定义的行为而停止。

关于前面的分类，Common Lisp规范把决定采用第二种还是第三种方法的责任留给了实现!不仅如此，通过optimize声明，规范还允许实现在同一个程序中自由地动态更改这一点。

因此，大多数实现，在初始优化和安全级别，实现第二种方法，丰富了以下两种可能性:

1. 可以请求编译器在编译某些代码片段时省略运行时类型检查，通常是出于效率的原因，因此，在特定的代码片段中，取决于优化和安全设置，语言可以表现得像第三类语言:这可以通过类型声明的提示来支持，如(declare (type fixnum x))用于变量和(the fixnum (f x))用于值;

2. 可以通过check-type在代码中插入显式的类型检查测试，以便在运行时执行，以便最终检查值的类型差异将导致"可纠正的错误"。

此外，请注意，不同的编译器在编译时检查类型的行为可能不同，但它们永远无法达到具有静态类型检查的语言的编译器的级别，因为Common Lisp是一种高度动态的语言。考虑下面这个简单的例子:

(defun plus1(x) (1+ x))
(defun read-and-apply-plus1()
    (plus1 (read)))

，由于(read)的类型在编译时不知道，因此不能对(plus1 (read))的调用进行静态类型检查。