Lisp

Лисп (LISP, от англ. LISt Processing — «обработка списков») — семейство языков программирования, основанных на представлении программы системой линейных списков символов, которые притом являются основной структурой данных языка. Лисп считается вторым после Фортрана старейшим высокоуровневым языком программирования.

Язык Лисп был предложен Дж. Маккарти в работе в 1960 году и ориентирован на разработку программ для решения задач не численного характера. Английское название этого языка – LISP является аббревиатурой выражения LISt Processing (обработка списков) и хорошо подчеркивает основную область его применения. Понятие “список” оказалось очень емким. В виде списков удобно представлять алгебраические выражения, графы, элементы конечных групп, множества, правила вывода и многие другие сложные объекты. Списки являются наиболее гибкой формой представления информации в памяти компьютеров. Неудивительно поэтому, что удобный язык, специально предназначенный для обработки списков, быстро завоевал популярность.

После появления Лиспа различными авторами был предложен целый ряд других алгоритмических языков ориентированных на решение задач в области искусственного интеллекта. Однако это не помешало Лиспу остаться наиболее популярным языком для решения таких задач. На протяжении почти сорокалетней истории его существования появился ряд диалектов этого языка: Common LISP, Mac LISP, Inter LISP, Standard LISP и др. Различия между ними не носят принципиального характера и в основном сводятся к несколько отличающемуся набору встроенных функций и некоторой разнице в форме записи программ. Поэтому программист, научившийся работать на одном из них без труда сможет освоить и любой другой.

Большим достоинством Лиспа является его функциональная направленность, т. е. программирование ведется с помощью функций. Причем функция понимается как правило, сопоставляющее элементам некоторого класса соответствующие элементы другого класса. Сам процесс сопоставления не оказывает никакого влияния на работу программы, важен только его результат – значение функции. Это позволяет относительно легко писать и отлаживать большие программные комплексы. Ясность программ, четкое разграничение их функций, отсутствие каверзных побочных эффектов при их выполнении является обязательными требованиями к программированию таких логически сложных задач, каковыми являются задачи искусственного интеллекта. Дисциплина в программировании становится особенно важной, когда над программой работает не один человек, а целая группа программистов.

Язык программирования Лисп предназначен в первую очередь для обработки символьной информации. Поэтому естественно, что в мире Лиспа числа играют далеко не главную роль. Основные типы данных в Лиспе называются “атом” и “точечная пара”.

Ссылки:

• Russian Lisp Users Group
• Lisp (Википедия)

IDE/Редакторы:

• Emacs
• jEdit
• SciTE

Примеры:

Hello, World!:

Результат выполнения этого кода в интерактивном режиме имеет следующий вид:

Hello, World!
NIL

Первая строка содержит стандартный поток вывода, вторая — значение, возвращаемое кодом (в данном случае — его отсутствие).

(format t "Hello, World!~%")

Факториал:

Этот пример использует рекурсивное определение факториала, естественное для Lisp. Демонстрирует следующие особенности языка:

• математические операторы: (- n 1) — это префиксная запись, эквивалентная инфиксной записи n-1;
• операторы сравнения: (= n 0) возвращает T, если n равно нулю, и nil (используется как false) в противном случае;
• условный оператор if: выражения в Lisp определяются по скобкам и могут записыватся в несколько строк;
• определение функции с использованием defun;
• макрос Common Lisp loop;
• спецификации формата вывода в format: ~D соответствует целому числу, а ~% — концу строки.

(defun factorial (n)
    (if (= n 0)
        1
        (* n (factorial (- n 1)))
    )
)

(loop for i from 0 to 16
    do (format t "~D! = ~D~%" i (factorial i))
)

Числа Фибоначчи:

(defun fibonacci (n)
    (if (< n 3)
        1
        (+ (fibonacci (- n 1)) (fibonacci (- n 2)))
    )
)

(loop for i from 1 to 16
    do (format t "~D, " (fibonacci i))
    finally (format t "...~%")
)

Числа Фибоначчи:

Этот пример использует итеративное определение чисел Фибоначчи без запоминания, выраженное через рекурсивный вызов функции fib-iter.

(defun fibonacci (n)
    (defun fib-iter (a b count)
        (if (zerop count)
            b
            (fib-iter (+ a b) a (- count 1))
        )
    )
    (fib-iter 1 0 n)
)

(loop for i from 1 to 16
    do (format t "~D, " (fibonacci i))
    finally (format t "...~%")
)

Факториал:

Внутренний цикл с операцией collect создает список чисел от 1 до n, после чего к нему применяется операция *.

(loop for n from 0 to 16
   do (format t "~D! = ~D~%" n 
        (apply '* (loop for i from 1 to n 
                        collect i)) ) )

Квадратное уравнение:

Common Lisp позволяет работать с комплексными числами и выводить их на печать в формате #C(real imag). Функция write-to-string преобразует число в строку.

(defun quadratic-roots-2 (A B C)
  (cond ((= A 0) (string "Not a quadratic equation."))
    (t
    (let ((D (- (* B B) (* 4 A C))))
      (cond ((= D 0) (concatenate 'string "x = " (write-to-string (/ (+ (- B) (sqrt D)) (* 2 A)))))
        (t
        (values (concatenate 'string "x1 = " (write-to-string (/ (+ (- B) (sqrt D)) (* 2 A))))
                (concatenate 'string "x2 = " (write-to-string (/ (- (- B) (sqrt D)) (* 2 A)))))))))))

Комментарии

blog comments powered by Disqus