我也说说Emacs吧(7) - lisp基础
lisp基础
Lisp是仅次于Fortran的第二古老的著名计算机语言。
Lisp从一开始就与众不同的一点在于,它是基于S-表达式的语言。也就是说,代码和数据是用同一种方式表达出来的。
S-表达式,我们直观上理解,就是用括号括起来的一串列表。
比如:
(+ 1 1)
Lisp会对这个S-表达式进行求值。
S-表达式可以嵌套,比如可以这样写
(+ 1 (* 2 3))
在lisp中,默认的操作是对S-表达式求值。如果是个数字,就对数字直接求值。如果是字符串也是如此。如果是个表,则将第一个原子当成函数名,对其进行求值。
那么,如果我们只想将一个S-表达式当成数据,不要计算怎么办?我们可以使用quote符号来进行指定,比如:
(quote (+ 1 2))
结果就返回(+ 1 2)这个列表。
quote在lisp中实在是太常用了,所以我们可以用符号“’”来作为它的简称。
定义变量
大家都是写代码的老司机啦,我们就直接从定义变量开始说起。
定义变量可以使用set函数。
(set 'three (+ 1 2))
要注意,因为变量名是不求值的,所以要用quote或者’来阻止求值。将来用变量的值的时候就不用quote了。
定义变量的时候,符号是基本上不可能用求值的,所以’是基本上必须的。每次写太麻烦,于是专门有个setq特殊表,直接包含了对于第一个参数的不求值的quote行为。
定义带文档的变量:defvar特殊表
setq特殊表几乎是lisp语言中最常用的特殊表,但是它有一个问题,变量没有文档。而在emacs中,函数和变量的文档是非常受到重视的。
对于代码中有重要作用的变量,在定义的时候,我们可以通过defvar特殊表来实现。
defvar特殊表不同于setq的是,它只针对未赋过初值的新变量有效,如果已经有值了,它就不起任何作用。所以我们在第一次定义变量的时候使用defvar特殊表吧,文档还是很重要的。
定义局部变量:let特殊表
let可以定义局部变量。let定义的绑定只在函数内部起作用。
格式:
(let ((变量名 绑定值)(变量名 绑定值)) 语句)
例:
(let ((a 1)(b 2)) (+ a b))
a被赋值1,b被赋值2.最终表达式结果是3.
在let中,如果未指明绑定值,则自动绑定到nil上。
注释
emacs的注释以分号开头,分号之后全是注释。
表处理
car和cdr:取表头和其余部分
下面我们开始进入lisp不同于命令式语言的一个特色功能,表处理。
* car函数:取一个表的第一个元素
* cdr函数:取一个表的除了car取到部分的其它部分
例:
(car '(1 2 3))
将返回1.
(cdr '(1 2 3 4 5))
取得的结果是(2 3 4 5)
nthcdr函数:多次cdr
如果我们要从(1 2 3 4 5)这个表中取(3 4 5)这样的子表,一次cdr不够,需要做两次,像这样:
(cdr (cdr '(1 2 3 4 5)))
有个更简单的写法是使用nthcdr函数:
(nthcdr 2 '(1 2 3 4 5))
nthcdr的第一个参数,如果是0,则直接返回原表。如果是1,则退化成cdr。
cons函数:将car和cdr拼接起来
cons是car和cdr的逆运算。将两个表拼接成一个新表。
例:
(cons '1 '(2 3 4))
将得到(1 2 3 4).
请注意,cons会将第一个参数当成一个元素处理。
比如:
(cons '(1 2 3) '(4 5 6))
得到的结果不是(1 2 3 4 5 6)而是((1 2 3) 4 5 6)
append函数:将两个表合成一个表
cons是将car和cdr合在一起,如果是想将(1 2 3)和(4 5 6)连接成(1 2 3 4 5 6),此时应该使用append函数:
(append '(1 2 3) '(4 5 6))
获取表中最后一个元素:last函数
car可以获取第一个元素,获取最后一个元素的话可以使用last函数。
构造一个新表: list函数
(list 1 2 3 4)
将构造出(1 2 3 4)表。
求表长度:length函数
例:
(length '(1 2 4 5))
结果为4.
给表换car和cdr:setcar和setcdr函数
例:
(setq list1 '(1 2 3 4))
(setcar list1 5)
此时再通过C-h v去查list1的值,已经变为(5 2 3 4).
我们再将其后部也换掉:
(setcdr list1 '(6))
list1此时的值已经变成(5 6)
将表逆序排列:reverse函数
例:
(reverse '(1 2 3 4))
结果为:(4 3 2 1)
像命令语言一样顺序编程
Lisp基本上是一种函数式的语言。也就是说,如果在C语言中这样写的语句:
int a=func1(0);
int b=func2(a);
int c=func3(b);
换成lisp的写法是这样的:
(func3 (func2 (func1 0)));
我们来个小例子看看:
(defun func1 (x)
(+ x 1))
(defun func2 (x)
(* x 2))
(defun func3(x)
(* x x))
(func3 (func2 (func1 0)))
先执行的,要写在最里面。但是,学习命令式编程的同学们,习惯于先写最先执行的func1,倒过来写觉得思路转不过来。
Lisp善解人意地提供了progn特殊表,可以像C一样顺序执行。
我们可以这么写:
(progn
(setq a (func1 0))
(setq b (func2 a))
(setq c (func3 b)))
针对整个表的进行操作 - mapcar函数
Lisp毕竟是针对表进行处理的语言,如果像命令式的方式处理一个表未免有点low了。
假如我们想将一个表中的每个数字都求平方,我们先定义一个平方函数:
(defun sqr2 (x)
(* x x))
然后,我们就可以调用mapcar函数,对整个表都应用sqr2函数:
(mapcar 'sqr2 '(1 2 3 4))
针对这样只用一次的函数,我们可以使用lambda表达式来实现:
(mapcar (lambda (x) (* x x)) '(5 6 7 8))
lambda很有趣,既不是函数,也不是特殊表,而是一个宏。关于宏,我们后面再讲。
apply函数
最后介绍一下apply函数,它是可以将函数对表执行操作的函数。
我们看个例子:
(apply '+ '(5 6 7 8))
就相当于:
(+ 5 6 7 8)
小结
- setq特殊表:定义变量
- defvar特殊表:定义带有文档的变量,只能做第一次的初始化,有值就不能用了
- let特殊表:定义函数内部的局部变量
- car和cdr,nthcdr:取表头和其余部分
- last函数:取表尾
- cons: 构造新表
- length函数:求表长度
- append函数:将几个表合并为一个
- reverse函数:将表反序重排
- setcar, setcdr: 给表换头或换其余部分
- mapcar函数:针对每个元素分别进行操作
- apply函数:针对表执行操作
- lambda宏:定义匿名函数
- progn特殊表:顺序编程
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