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检查嵌套的 `\csname…\endcsname` 时理解 `\expandafter`

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检查嵌套的 `\csname…\endcsname` 时理解 `\expandafter`

请考虑以下 MWE，它是摘录自更大的项目。

场景是定义一个条件\IfComp{<number>}{<defined>}{<undefined>}查询，最终控制序列（在本例中）是否\csname test-<number>\endcsname通过中间控制序列定义（\csname macro-<number>\endcsname）。

\documentclass{minimal}
\makeatletter
\parindent\z@
\expandafter\def\csname test-1\endcsname{foo}

\expandafter\def\csname macro-1\endcsname{\csname test-1\endcsname}
\expandafter\def\csname macro-2\endcsname{\csname test-2\endcsname}

\def\testA{%
  \long\def\IfComp##1##2##3{%
    \expandafter\expandafter\expandafter\let\expandafter\csname @comp@name\expandafter\endcsname\csname macro-##1\endcsname%
    \expandafter\expandafter\expandafter\ifx\@comp@name\relax
      ##3
    \else
      ##2
    \fi%
  }}

\def\testB{%
  \long\def\IfComp##1##2##3{%
    \expandafter\expandafter\expandafter\ifx\csname macro-##1\endcsname\relax
      ##3
    \else
      ##2
    \fi
  }}

\def\testC{%
  \long\def\IfComp##1##2##3{%
    %%% Why seven?!?
    \expandafter\expandafter\expandafter
    \expandafter\expandafter\expandafter
    \expandafter\ifx\csname macro-##1\endcsname\relax
      ##3
    \else
      ##2
    \fi
  }}


\begin{document}
{\testA
  \textbf{TEST A}\\
\IfComp{1}{defined}{undefined}\\
\IfComp{2}{defined}{undefined}\\

  \textbf{TEST B}\\
\protected@edef\x{\IfComp{1}{defined}{undefined}}\expandafter\verb\expandafter|\meaning\x| \\
\protected@edef\x{\IfComp{2}{defined}{undefined}}\expandafter\verb\expandafter|\meaning\x| \\
}

{\testB
  \textbf{TEST C}\\
\IfComp{1}{defined}{undefined}\\
\IfComp{2}{defined}{undefined}\\

  \textbf{TEST D}\\
\protected@edef\x{\IfComp{1}{defined}{undefined}}\expandafter\verb\expandafter|\meaning\x| \\
\protected@edef\x{\IfComp{2}{defined}{undefined}}\expandafter\verb\expandafter|\meaning\x| \\
}

{\testC
  \textbf{TEST E}\\
\IfComp{1}{defined}{undefined}\\
\IfComp{2}{defined}{undefined}\\

  \textbf{TEST F}\\
\protected@edef\x{\IfComp{1}{defined}{undefined}}\expandafter\verb\expandafter|\meaning\x| \\
\protected@edef\x{\IfComp{2}{defined}{undefined}}\expandafter\verb\expandafter|\meaning\x| \\
}
\end{document}

输出结果如下：

上述代码的渲染结果

\TestA这是我的第一个尝试，它在大多数情况下都运行良好（参见测试 A）。但是，我后来遇到了一种情况，我需要将整个查询放在一个里面\protected@edef{…}，代码崩溃了，因为它\let\@comp@name\test-1在堆栈中留下了未展开的部分（参见测试 B）。

因此，我尝试了一下，并想出了\TestB，希望\csname macro-##1\endcsname在与 进行检查之前会扩展两次\relax。但这并不奏效，我在两种情况下都得到了“定义”（参见测试 C 和 D）。

在连续添加 moar \expandafters 之后，我最终让它与 7 \expandafters 一起工作（参见测试 E 和 F）。

我的问题是：为什么七\expandafter在两种情况下都有效？

答案1

\expandafter在嵌套链中，您几乎总是需要 2^n -1 。

    %%% Why seven?!?


%1                      %2
 \expandafter\expandafter\expandafter
            %3
 \expandafter\expandafter\expandafter
%4
\expandafter\ifx
%5
\csname macro-##1\endcsname\relax

如果#1上面foo标记了前五个扩展步骤，那么输入缓冲区将包含

%1
 \expandafter
            %2
 \expandafter\expandafter
\ifx
%3
 \macro-foo\relax

现在\macro-foo扩展到\csname foo-wibble\endcsname ，并且令牌按照标记的顺序再次扩展，因此经过三个扩展步骤后，您将获得

%1
 \expandafter
 \ifx
%2
 \csname foo-wibble\endcsname\relax

因此，经过两个扩展步骤后，输入缓冲区具有

\ifx
\foo-wibble\reax

\foo-wibble如果先前没有定义，则结果为真。

正如您在这里看到的，您需要扩展令牌三次，但是在每一步应用另一个令牌时，\expandafter您都需要链接所有现有的令牌，因此，如果您需要四次扩展，那么您需要\expandafter在现有的 7 个令牌前面进行四次扩展，然后将一个\expandafter令牌应用于令牌，因此 2*7+1=15，这又比 2 的幂少一。

如果你使用 expl3，你可能只会使用一个:e函数，而根本:n不需要任何函数\expandafter，但这是链接的经典方式\expandafter

你可以更换

\expandafter\def\csname macro-2\endcsname{\csname test-2\endcsname}

经过

\expandafter\def\csname macro-2\expandafter\endcsname\expandafter{\csname test-2\endcsname}

那么你以后就不需要一个扩展了，所以只需要三个而不是七个链式 expandafter，或者你可以使用

\expandafter\let\csname macro-2\expandafter\endcsname\csname test-2\endcsname

这将删除另一层扩展，因此您\expandafter以后只需要一层，而不是 7 层。

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