Lisp: списък срещу S-израз

Първо, не всички S-изрази представляват списъци; израз като foobar, представляващ гол атом, също се счита за S-израз. Както и синтаксисът "против клетка", (car . cons), използван, когато частта "против" сама по себе си не е друг списък (или нула). По-познатият списъчен израз, като (a b c d), е просто синтактична захар за верига от вложени cons клетки; този пример се разширява до (a . (b . (c . (d . nil)))).

Второ, терминът "S-израз" се отнася до синтаксиса - (items like this (possibly nested)). Такъв S-израз е представянето в изходния код на Lisp на списък, но технически не е самият списък. Това разграничение е същото като това между поредица от десетични цифри и тяхната цифрова стойност или между поредица от знаци в кавички и резултантния низ.

Това може би е прекалено техническо разграничение; програмистите рутинно се позовават на буквални представяния на стойности, сякаш те са самите стойности. Но с Lisp и списъците нещата стават малко по-трудни, защото всичко в програмата на Lisp технически е списък.

Например, разгледайте този израз:

(+ 1 2)

Горното е ясен S-израз, който представлява плосък списък, състоящ се от атомите +, 1 и 2.

Въпреки това, в рамките на програма на Lisp, такъв списък ще се интерпретира като извикване на функцията + с 1 и 2 като аргументи. (Имайте предвид, че така се интерпретира списъкът, а не S-изразът; на оценителя се дават списъци, които са били предварително анализирани от читателя, а не от източника кодов текст.)

Така че докато горният S-израз представлява списък, той рядко би бил наричан като "списък" в контекста на програма на Lisp. Освен ако не обсъжда макроси или вътрешната работа на читателя, или не е ангажиран в метасинтактична дискусия поради някакъв друг контекст на генериране на код или анализиране, типичният програмист на Lisp вместо това би третирал горното като числов израз.

От друга страна, който и да е от следните S-изрази вероятно ще бъде наричан "списъци", защото оценяването им като Lisp код ще произведе списъка, представен от горния литерал S-израз като време за изпълнение стойност:

'(+ 1 2)
(quote (+ 1 2))
(list '+ 1 2)

Разбира се, еквивалентността на код и данни е едно от готините неща за Lisp, така че разграничението е течно. Но моята гледна точка е, че докато всички по-горе са S-изрази и списъци, само някои биха били посочени като "списъци" в случайния Lisp-говор.

S-изразите са нотация за данни.

Исторически s-израз (съкратено от символичен израз) се описва като:

• символи като FOO и BAR
• против клетки със s-изрази като първи и втори елемент: ( израз-1 . израз-2 )
• символът за завършване на списъка NIL
• и конвенция за писане на списъци: ( A . ( B . NIL ) ) е по-просто написано като списъка (A B)

Обърнете внимание също, че исторически текстът на програмата е написан по различен начин. Пример за функцията ASSOC.

assoc[x;y] =
   eq[caar[y];x] -> cadar[y];
   T -> assoc[x;cdr[y]]

Исторически е съществувало и преобразуване от тези m-изрази (съкратено от мета изрази) към s-изрази. Днес повечето програмен код на Lisp е написан с помощта на s-изрази.

Това е описано тук: McCarthy, Recursive Functions of Symbolic Expressions

В език за програмиране Lisp като Common Lisp днес s-изразите имат повече синтаксис и могат да кодират повече типове данни:

• Символи: symbol123, |This is a symbol with spaces|
• Числа: 123, 1.0, 1/3, ...
• струни: "This is a string"
• Знаци: #\a, #\space
• Вектори: #(a b c)
• Минуси и списъци: ( a . b ), (a b c)
• Коментари: ; this is a comment, #| this is a comment |#

и още.

Списъци

Списъкът е структура от данни. Състои се от клетки с минуси и маркер за край на списъка. Списъците имат в Lisp нотация като списъци в s-изрази. Можете да използвате някои други обозначения за списъци, но в Lisp човек се е спрял на синтаксиса на s-израз, за ​​да ги напише.

Странична бележка: програми и формуляри

В език за програмиране като Common Lisp, изразите на езика за програмиране не са текст, а данни! Това е различно от много други езици за програмиране. Изразите в езика за програмиране Common Lisp се наричат ​​Lisp forms.

Например извикването на функция е Lisp данни, където извикването е списък с функционален символ като негов първи елемент, а следващите елементи са неговите аргументи.

Можем да запишем това като (sin 3.0). Но това наистина са данни. Данни, които също можем да конструираме.

Функцията за оценяване на Lisp форми се нарича EVAL и взема Lisp данни, а не програмен текст или низове от програмен текст. По този начин можете да създавате програми, използвайки Lisp функции, които връщат Lisp данни: (EVAL (LIST 'SIN 3.0)) оценява на 0.14112.

Тъй като формите на Lisp имат представяне на данни, те обикновено се пишат с помощта на външно представяне на данни на Lisp - което е какво? - s-изрази!

Това са s-изрази. Формите на Lisp като данни на Lisp се записват външно като s-израз.

Първо трябва да разберете основната функция на Lisp - програмата може да се манипулира като данни. За разлика от други езици (като C или Java), където пишете програма, като използвате специален синтаксис ({, }, class, define и т.н.), в Lisp пишете код като (вложени) списъци (между другото, това позволява да изразите абстрактни синтактични дървета директно). Още веднъж: пишете програми, които изглеждат точно като структурите от данни на езика.

Когато говорите за това като данни, вие го наричате "списък", но когато говорите за програмен код, трябва по-добре да използвате термина < strong>"s-израз". Следователно технически те са сходни, но се използват в различен контекст. Единственото реално място, където тези термини се смесват, е мета-програмирането (обикновено с макроси).

Също така имайте предвид, че s-изразът може също да се състои от единствения атом (като числа, низове и т.н.).

Една проста дефиниция за S-израз е

(define S-expression?
    (λ (object)
        (or (atom? object) (list? object))))

;; Where atom? is:

(define atom?
  (λ (object) 
    (and (not (pair? object)) (not (null? object)))))

;; And list? is:

(define list? (λ (object)
  (let loop ((l1 object) (l2 object))
    (if (pair? l1)
        (let ((l1 (cdr l1)))
          (cond ((eq? l1 l2) #f)
                ((pair? l1) (loop (cdr l1) (cdr l2)))
                (else (null? l1))))
        (null? l1)))))

И двете се изписват по подобен начин: (бла-бла-бла), може да бъде вложено. с една разлика - списъците са с представка апостроф.

При оценка:

• S-изразът връща някакъв резултат (може да е атом, списък, нула или нещо друго)
• Списъци връщат списъци

Ако имаме нужда, можем да конвертираме списъци в s-exp и обратно.

• (eval '(blah blah blah)) => списъкът се третира като s-exp и се връща резултат.
• (quote (blah blah blah)) => sexp се преобразува в списък и списъкът се връща без оценка

IAS:

• Ако списъкът се третира като данни, той се нарича Списък, ако се третира като код, се нарича s-exp.