Lisp第一个函数式程序语言 [复制链接]

LISP即列表处理语言（全名：ListProcessor），由约翰·麦卡锡在年左右创造的一种基于λ演算的函数式编程语言。LISP的祖先是年代Carnegie-Mellon大学的Newell、Shaw、Simon开发的IPL语言。

Lisp是第一个函数式程序语言，区别于C语言、Fortran等命令型程序语言和Java、C#、Objective-C等面向对象程序语言。由于历史的原因，Lisp长期以来被认为主要用于人工智能领域，但Lisp并不是只为人工智能而设计，而是一种通用的程序语言。

Lisp（历史上拼写为LISP）是具有悠久历史的计算机编程语言家族，有独特和完全括号的前缀符号表示法。起源于公元年，是现今第二悠久而仍广泛使用的高端编程语言。只有FORTRAN编程语言比它更早一年。Lisp编程语族已经演变出许多种方言。现代最著名的通用编程语种是Clojure、CommonLisp和Scheme。

Lisp最初创建时受到阿隆佐·邱奇的lambda演算的影响，用来作为计算机程序实用的数学表达。因为是早期的高端编程语言之一，它很快成为人工智能研究中最受欢迎的编程语言。在计算机科学领域，Lisp开创了许多先驱概念，包括：树结构、自动存储器管理、动态类型、条件表达式、高端函数、递归、自主（self-hosting）编译器、读取﹣求值﹣输出循环（英语：Read-Eval-PrintLoop，REPL）。

LISP名称源自“列表处理器”（英语：LIStProcessor）的缩写。列表是Lisp的主要数据结构之一，Lisp编程代码也同样由列表组成。因此，Lisp程序可以把源代码当作数据结构进行操作，而使用其中的宏系统，开发人员可将自己定义的新语法或领域专用的语言，嵌入在Lisp编程中。

代码和数据的可互换性为Lisp提供了立即可识别的语法。所有的Lisp程序代码都写为S-表达式或以括号表示的列表。函数调用或语义形式也同样写成列表，首先是函数或操作符的名称，然后接着是一或多个参数：例如，取三个参数的函数f即为（farg1arg2arg3）。

Lisp语言的主要现代版本包括CommonLisp,Scheme，Racket以及Clojure。年代盖伊·史提尔二世编写了CommonLisp试图进行标准化，这个标准被大多数解释器和编译器所接受。还有一种是编辑器Emacs所派生出来的EmacsLisp（而Emacs正是用Lisp作为扩展语言进行功能扩展）非常流行，并创建了自己的标准。

Lisp的表达式是一个原子（atom）或列表（list），原子又包含符号（symbol）与数值（number）；列表是由零个或多个表达式组成的序列，表达式之间用空格分隔开，放入一对括号中，如：

abc

()

(abcxyz)

(ab(c)d)

最后一个列表是由四个元素构成的，其中第三个元素本身也是一个列表，这种又称为嵌套列表（nestedlist）。

正如算数表达式1+1有值2一样，Lisp中的表达式也有值，如果表达式e得出值v，我们说e返回v。如果一个表达式是一个表，那么我们把表中的第一个元素叫做操作符，其余的元素叫做自变量。

Lisp的7个公理（基本操作符）

基本操作符1quote

(quotex)返回x，我们简记为x

(quotea)

上面的表达式的值是a。如果使用C语言或者Java语言的表达方式，可以说成：上面这段代码返回的值是a。

a

这个表达式和上面的那个相同，值也是a。将quote写成只是一种语法糖。

被quote起来的单一个元素会成为符号（symbol，例如a）。符号是Lisp中的一个特别概念，他在代码中看起来是个字符串，但并不尽然，因为符号其实会被Lisp解释器直接指向某个存储器位置，所以当你比较apple和apple两个符号是否相同时，不需要像字符串一样一个个字符逐字比较，而是直接比较存储器位置，故速度较快（使用eq运算符来比较，如果使用equal运算符会变成逐字比较）。当你定义一个函数，或者定义一个变量时，他们的内容其实就是指向一个符号。

基本操作符2atom

(atomx)当x是一个atom或者空的list时返回原子t，否则返回NIL。在CommonLisp中我们习惯用原子t表示真，而用空表()或NIL表示假。

(atoma)

t

(atom(abc))

NIL

(atom())

现在我们有了第一个需要求出自变量值的操作符，让我们来看看quote操作符的作用——通过引用（quote）一个表，我们避免它被求值（eval）。一个未被引用的表达式作为自变量，atom将其视为代码，例如：

(atom(atoma))

这是因为(atoma)的结果（t）被求出，并代入(atom(atoma))，成为(atomt)，而这个表达式的结果是t。

反之一个被引用的表仅仅被视为表

(atom(atoma))

引用看上去有些奇怪，因为你很难在其它语言中找到类似的概念，但正是这一特征构成了Lisp最为与众不同的特点：代码和数据使用相同的结构来表示，只用quote来区分它们。

基本操作符3eq

(eqxy)当x和y指向相同的对象的时候返回t，否则返回NIL，值得注意的是在CommonLisp中，原子对象在内存中只会有一份拷贝，所以(eqaa)返回t，例如：

(eqaa)

(eqab)

(eq()())

(eq(abc)(abc))

基本操作符4car

ContentsoftheAddresspartofRegisternumber缩写

(carx)要求x是一个表，它返回x中的第一个元素，例如：

(car(ab))

a

基本操作符5cdr

(cdrx)同样要求x是一个表，它返回x中除第一个元素之外的所有元素组成的表，例如：

(cdr(abc))

(bc)

基本操作符6cons

(consxy)返回一个conscell(xy)，如果y不是一个list，将会以dottedpair形式展现这个conscell，例如：

(consab)

(a.b)

一个conscell的第二项如果是另一个conscell，就表示成表的形式，例如：

(consa(consbc))

就表示成（ab.c）若一个conscell第二项为空，就省略不写，例如：

(consa(consb()))

表示为（ab）这样，多重的conscell就构成了表：

(consa(consb(consc())))

(abc)

基本操作符7cond

(cond(p1e1)...(pnen))的求值规则如下。对“条件表达式p”依次求值直到有一个返回t.如果能找到这样的p表达式，相应的“结果表达式e”的值作为整个cond表达式的返回值。

(cond((eqab)first)((atoma)second))

second

七个原始操作符中，除了quote与cond，其他五个原始操作符总会对其自变量求值。我们称这样的操作符为函数。