为什么很少有带有可变类型“运算符”的语言？

我的意思是这样的：

<?php
    $number1 = 5;   // (Type 'Int')
    $operator1 = +; // (Type non-existent 'Operator')
    $number2 = 5;   // (Type 'Int')
    $operator2 = *; // (Type non-existent 'Operator')
    $number3 = 8;   // (Type 'Int')

    $test = $number1 $operator1 $number2 $operator2 $number3; //5 + 5 * 8.

    var_dump($test);
?>

而且也可以这样：

<?php
    $number1 = 5;
    $number3 = 9;
    $operator1 = <;

    if ($number1 $operator1 $number3) { //5 < 9 (true)
        echo 'true';
    }
?>

似乎没有任何一种语言具有这种功能-是否有充分的理由为什么没有这种语言？

运算符只是带有有趣名称的函数，周围带有一些特殊的语法。

在许多语言（如C ++和Python）中，您可以通过重写类的特殊方法来重新定义运算符。然后，标准运算符（例如+）根据您提供的逻辑（例如连接字符串或添加矩阵等）进行工作。

由于此类运算符定义的函数只是方法，因此您可以像使用函数一样传递它们：

# python
action = int.__add__
result = action(3, 5)
assert result == 8

其他语言允许您直接将新运算符定义为函数，并以中缀形式使用它们。

-- haskell
plus a b = a + b  -- a normal function
3 `plus` 5 == 8 -- True

(+++) a b = a + b  -- a funny name made of non-letters
3 +++ 5 == 8 -- True

let action = (+)
1 `action` 3 == 4 -- True

不幸的是，我不确定PHP是否支持类似的东西，是否支持它会是一件好事。使用普通函数，它比更具可读性$foo $operator $bar。

有许多语言允许某种元编程。尤其令我惊讶的是，没有任何关于Lisp语言家族的答案。

来自维基百科：

元编程是计算机程序的编写，具有将程序视为其数据的能力。

在下文中：

Lisp可能是具有元编程功能的典型语言，这既因为其历史悠久的历史，又因为其元编程的简单性和强大性。

Lisp语言

接下来是Lisp的快速入门介绍。

查看代码的一种方法是按照一组说明进行操作：先执行此操作，然后再执行此操作，然后再执行此其他操作...这是一个清单！程序要做的事情的清单。当然，您可以在列表中包含列表以表示循环，等等。

如果我们代表含有的元素A，B，C的列表，D是这样的：（ABCD），我们得到的东西，看起来像一个Lisp函数调用，这里a是函数，并且b，c，d是参数。如果事实是典型的“ Hello World！” 程序可以这样写：(println "Hello World!")

当然b，c或者d也可以是对某些结果求值的列表。以下内容：(println "I can add :" (+ 1 3) )然后将打印““我可以添加：4”。

因此，程序是一系列嵌套列表的第一个元素是一个函数。好消息是我们可以操纵列表！这样我们就可以操纵编程语言。

Lisp的优势

Lisps与其说是编程语言，不如说是制作编程语言的工具包。可编程的编程语言。

这不仅在Lisps中更容易创建新的运算符，而且几乎不可能用其他语言编写某些运算符，因为在传递给函数时会评估参数。

例如，使用类似C的语言，您要自己编写一个if运算符，例如：

my-if(condition, if-true, if-false)

my-if(false, print("I should not be printed"), print("I should be printed"))

在这种情况下，两个参数都将按照与参数求值顺序有关的顺序进行评估和打印。

在Lisps中，编写运算符（我们称其为宏）和编写函数几乎是同一件事，并且以相同的方式使用。主要区别在于宏参数在作为参数传递给宏之前不会进行评估。对于像if上面这样写一些运算符，这是必不可少的。

现实世界的语言

在这里显示精确度有点超出范围，但是我建议您尝试使用一个Lisp编程以了解更多信息。例如，您可以看一下：

• Scheme，一个古老的，相当“纯净的” Lisp，带有一个很小的核心
• Common Lisp，更大的Lisp，具有良好的集成对象系统以及许多实现（已通过ANSI标准化）
• 拍打 Lisp型
• 我最喜欢的Clojure，上面的示例是Clojure代码。在JVM上运行的现代Lisp。在SO上也有一些Clojure宏的示例（但这不是开始的正确位置。首先我会看4clojure，braveclojure或clojure koans）。

哦，顺便说一句，Lisp是指LISt Processing。

关于你的例子

我将在下面给出使用Clojure的示例：

如果你能写一个addClojure中的功能(defn add [a b] ...your-implementation-here... )，你可以将其命名+像这样(defn + [a b] ...your-implementation-here... )。实际上，这是在实际实现中所做的事情（该函数的主体涉及更多点，但定义与我上面编写的基本相同）。

那么中缀符号呢？好吧Clojure使用prefix（或波兰语）表示法，因此我们可以创建一个infix-to-prefix将前缀代码转换为Clojure代码的宏。这实际上非常简单（实际上是clojure koans 中的宏练习之一）！也可以在野外看到它，例如，参见Incanter $=macro。

这是koans解释的最简单的版本：

(defmacro infix [form]
  (list (second form) (first form) (nth form 2)))

;; takes a form (ie. some code) as parameter
;; and returns a list (ie. some other code)
;; where the first element is the second element from the original form
;; and the second element is the first element from the original form
;; and the third element is the third element from the original form (indexes start at 0)
;; example :
;; (infix (9 + 1))
;; will become (+ 9 1) which is valid Clojure code and will be executed to give 10 as a result

为了进一步说明这一点，一些Lisp引用：

“使Lisp与众不同的部分原因在于它旨在发展。您可以使用Lisp定义新的Lisp运算符。随着新抽象的流行（例如，面向对象的编程），在Lisp中实现它们总是很容易。像DNA一样，这种语言也不会过时。”

— Paul Graham，ANSI Common Lisp

“在Lisp中编程就像在与宇宙的原始力量一起玩。感觉就像指尖之间的闪电。没有其他语言可以让您感到亲近。”

— Glenn Ehrlich，通往Lisp的道路

$test = $number1 $operator1 $number2 $operator2 $number3;

大多数语言实现都有一个步骤，其中解析器分析您的代码并从中构建树。因此，例如，表达式5 + 5 * 8将被解析为

  +
 / \
5   *
   / \
  8   8

感谢编译器对优先级的了解。如果使用变量代替运算符来输入变量，则在运行代码之前它将不知道正确的运算顺序。对于大多数实现而言，这将是一个严重的问题，因此大多数语言都不允许这样做。

您当然可以构想一种语言，其中解析器只是将上述内容解析为一系列表达式和运算符，以便在运行时进行排序和评估。大概对此没有太多的应用。

许多脚本语言都允许在运行时评估任意表达式（或至少在情况下为任意算术表达式expr）。在那里，您可以将数字和运算符组合成一个表达式，然后由语言进行评估。在PHP（以及其他许多语言）中，该函数称为eval。

$test = eval("$number1 $operator1 $number2 $operator2 $number3");

还有一些语言允许在编译时生成代码。我想到了D中的mixin表达式，我相信您可以在其中编写类似

test = mixin("number1 " + operator1 + " number2 " + operator2 + "number3");

在这里operator1，operator2并且必须是在编译时已知的字符串常量，例如模板参数。number1，number2并number3保留为正常的运行时变量。

其他答案已经讨论了不同的方式，取决于语言，运算符和函数如何或多或少是同一件事。但是通常，内置的infix运算符符号like +和命名的callable like 之间在语法上存在差异operator1。我将把细节留给其他答案。

Algol 68具有该功能。您在Algol 68中的示例如下所示：

int number1 = 5;                              ¢（类型'Int'）¢
op运算 符1 = int（int a，b）a + b ; ¢（类型不存在的“运算符”）¢
prio 运算符1 = 4；
int number2 = 5;                              ¢（类型'Int'）¢
op运算 符2 = int（int a，b）a * b ;  ¢（类型不存在的“运算符”）¢
prio 运算符2 = 5；
int number3 = 8;                              ¢（类型'Int'）¢

int 测试 = number1 运算符1 number2 运算符2 number3 ; ¢ 5 + 5 * 8 ¢

var_dump（test）;

您的第二个示例如下所示：

int number4 = 9;
op运算 符3 = bool（int a，b）a < b ;
prio operator3 = 3;
如果 number1 $ operator3 number4 然后 ¢ 5 <9（true）¢
print（true）
fi

您将注意到，定义了运算符并分配了包含所需操作的方法主体。运算符及其操作数都被键入，并且可以为运算符分配优先级，以便评估将以正确的顺序进行。您可能还会注意到，操作符和可变符号之间的字体略有不同。

实际上，尽管该语言是使用字体编写的，但当今的机器无法处理字体（纸带和打孔卡），因此使用了变幅字体。该程序可能输入为：

'INT' NUMBER4 = 9;
'OP' 'OPERATOR3' = 'BOOL' ('INT' A,B) A < B;
'PRIO' 'OPERATOR3' = 3;
'IF' NUMBER1 'OPERATOR3' NUMBER4 'THEN' 'C' 5 < 9 'C'
PRINT('TRUE')
'FI'

当您为运营商定义自己的符号时，您还可以使用该语言玩有趣的游戏，我很多年前就利用过该符号... [2]。

_{参考文献：}

[1] CHLindsey和SG van der Meulen于1971年对Algol 68进行的非正式介绍。

[2] Algol 68短语，一种帮助编译器编写的工具，在不列颠哥伦比亚省汤普塞特市的Algol 68中，1976年在英国诺里奇东英吉利大学举行的Algol 68应用国际会议上。