Lisp语言基础

Lisp

Lisp是一款语法很简单，应用却很广的语言。它适用于符号处理、自动推理、硬件描述和超大规模集成电路设计等。它是最有影响的人工智能语言。

在介绍Lisp语言之前，先要说一说什么是广义表。广义表(generalized list) 是一种非线性的数据结构，是线性表的一种推广。

在广义表中，每个元素可以是一个值，即原子(atom)，或者是一个子表。广义表$(a,b,(c,d),e)$可以表示成

$A=(c,d),B=(a,b,A,e)$

同样，广义表$(a,b,(c,(d,e)),f,(g))$也可以拆成：

$A=(d,e),B=(g),C=(c,A),D=(a,b,C,f,B)$

好了，那么我们就开始介绍Lisp语言的基本语法。

lisp所有变量和函数都可以归结成两类：atom和list，当然，有一个例外，即NIL。NIL既可以认为是0或false，也可以认为是空表。

lisp中的运算可表示成列表的形式：

(+ a b)：返回一个元素，$a+b$
(- a b)：返回一个元素，$a-b$
(* a b)：返回一个元素，$a\ast b$
(/ a b)：返回一个元素，$a/b$

给元素赋值用SET或SETQ

例：(SET 'a 2)意为给变量a赋值为2
(SET 'a (ADD 2 3))就是将2+3赋值给a
(SET 'a '(ADD 2 3))就是将列表(ADD 2 3)赋值给a。

顺便说一句，lisp语言中如果一个列表前加上引号’，就代表这个列表本身。否则代表列表计算得到的结果(别忘了，lisp函数也是用列表表示的)。

注意，SET给变量赋值的时候，要在待赋值的变量前面加上引号。如果你不想加引号，你可以用SETQ：

(SET 'a 2)$\Rightarrow$(SETQ a 2)

lisp对列表也有操作。

(CAR A)返回列表A的第一个元素
(CDR A)返回列表A去掉第一个元素剩下的列表。

例子：
(SETQ L '(a e i o u))$\Rightarrow$L=(a e i o u)
(SETQ B (CAR L))$\Rightarrow$B=a
(SETQ C (CDR L))$\Rightarrow$C=(e i o u)

注意：CDR返回的一定是一个列表。不管列表里有几个元素。比如(CDR '(a b))返回(b)
注意：当列表的元素也是列表的时候，CAR也会返回这个元素。比如(CAR '((a b) c (d e)))返回(a b)

练习：
(+ (- 2 3) (* 2 (+ 2 1)) (/ (* 3 8) 2))是多少？
(SETQ L ((a b c d) c (b a b) a b))那么(CAR L),(CDR L),(CAR (CDR L)),(CDR (CAR L))分别是多少？

解答：

1. (+ (- 2 3) (* 2 (+ 2 1)) (/ (* 3 8) 2))对应的数学表达式就是(2-3)+(2*(2+1))+((3*8)/2)，结果是17
2. L是(a b c d) c (b a b) a b)，那么L的第一个元素，即(CAR L)就是(a b c d)。剩余元素组成的列表，即CDR(L)，就是(c (b a b) a b)。(CAR (CDR L))是c，(CDR (CAR L))是(b c d)

Lisp常量
T即布尔变量true
NIL0,false或者空表格

Lisp中其他运算：

比较运算
(> a b)：即a>b
(< a b)：即a (= a b)：即a==b
(>= a b)：即a>=b
(<= a b)：即a<=b
(/= a b)：即a!=b

逻辑运算
(AND a b)：a与b
(OR a b)：a或b
(NOT a)：非a
(XOR a b)：a异或b