初識LISP（1）——基本的結構、文法與資料類型

       既然下定決心學習LISP，我計劃學習LISP的過程都以部落格的形式做總結。當然是需要參考學習網上的教程，網上的教程講解的比較詳細。而我打算以自己的了解來做盡可能簡潔的總結，一方面将自己的學習過程做一個回顧，另一方面，如果日後忘記了什麼知識點，也友善查詢。

一、LISP—程式結構

      首先lisp很獨特的一點就是圓括号，程式自始至終都是圓括号，例如函數、表達式……這一特色的功能與Java的花括号“{}”和Python的縮進功能類似。LISP的字首表示方法類似于棧的概念，即a+b，寫作(+ a b)，下面第一句就是實作(3+5)/2，值得注意的是運算符和數字之間必須以空格間隔開，這是最基本的文法要求。

(print (/ (+ 3 5) 2))
(format t "~%");列印一個換行符
(write-line "Hello World!");最經典的，列印“Hello World!”
           

二、LISP—基本文法

       這裡需要記住的是LISP的三個基本塊：原子、清單和字元串。原子可以了解成編譯器視角下的單一進制素，可以由數字、字母和特殊字元組成。而清單是包含原子與子清單的序列。字元串是由雙引号括起的字元。

      需要注意的是1.LISP語言不區分大小寫；

                              2.過去調用函數的方式為f(x)，而在LISP的世界一切都是平等的，寫作(f  x)；

                              3.隻有三種類型的元素是常數，傳回的是自己的值：數字；字母t，代表邏輯真；nil，代表邏輯假，還有一個空的清單。

     LISP允許名字裡包含數字，但是也别過分到都是數字，這樣編譯器隻能認為這是數字了好吧。之前說原子裡可以包含特殊字元，比如什麼雙引号、冒号什麼的，那麼也需要有轉義字元的，轉義字元是（）。

     最後值得一提的，先看代碼：

(write (* 2 3));這行代碼會列印出乘法結果6，而如果要列印出(* 2 3)，也就是不進行求值，那可以通過以下代碼實作

(write ' (* 2 3));沒錯，就是加一個單引号在前面~~其實想實作這個功能還有一種辦法的

(format t "(* 2 3)");最傳統的列印字元串的好吧，其實也就是列印原子或清單的字面結果。
           

三、LISP—資料類型

   類型說明符是資料類型的系統定義的符号。

array	fixnum	package	simple-string
atom	float	pathname	simple-vector
bignum	function	random-state	single-float
bit	hash-table	ratio	standard-char
bit-vector	integer	rational	stream
character	keyword	readtable	string
[common]	list	sequence	[string-char]
compiled-function	long-float	short-float	symbol
complex	nill	signed-byte	t
cons	null	simple-array	unsigned-byte
double-float	number	simple-bit-vector	vector

      沒有什麼可說的，類型說明符也隻能等以後遇見什麼再聊吧。先看幾行代碼吧：

(setq a 10)

(print a);前一句可以了解成a是10的變量引用，這裡列印了a

(setq b 20)

(print (type-of b));
           

輸出結果為

(INTEGER 0 281474976710655) 
      

       很顯然這裡輸出的b的類型，而後面的兩個數代表的是b的值在這個範圍内，後面那個數肯定是有背景的，換算成十六進制即為FFFF FFFF FFFF ，可以嘗試一下當輸入為

(setq x 281474976710656)  ；建構一個符号指定一個值
(setq x 281474976710657)
(print (type-of x));分别運作上面的代碼，得到的都是  (INTEGER (281474976710655))  ，即是變量的值大于這個臨界值。
           

四、LISP—宏

       我覺得這裡的宏完全可以當做函數對待，宏的定義是使用defmacro來實作的。

;宏定義

(defmacro setTo10(num)
  (setq num 10)
  (print num))
(setq x 25)
(print x)
(setTo10 x)
           

五、LISP—變量

       全局變量是通過defvar來定義的，而局部變量有三種結構可以建立：setq、let和prog

(defvar x 123)
;(print x)
(write x)

(setq x 10)
(setq y 20)
(format t "x = ~2d y = ~2d ~%" x y);類似于C語言的形式，大概了解是令t指向總字元串
(format t "x = ~2d y = ~2d " x y);“~%”是換行作用,~2d是兩位整型數
           

;局部變量的使用，分别定義的x、y和z之間不互相沖突

(let ((x ' a)
     (y ' b)
     (z ' c))
(format t "x = ~a ~% y = ~a ~% z = ~a ~%" x y z))

(prog ((x ' (a b c))
      (y ' (1 2 3))
      (z ' (p q 10)))
(format t "x = ~a ~% y = ~a ~% z = ~a" x y z));~b是輸出二進制編碼，~a是輸出字元
           

六、LISP—常量

        常量通過defconstant聲明得到，defun即是定義函數。

;聲明圓周率為全局常量，定義一個得到圓面積的函數
(defconstant PI 3.141592)
(defun area-cirlce(rad)
    (terpri)
    (format t "Radius = ~5f" rad)
    (format t "~%Area = ~10f" (* PI rad rad)))
(area-cirlce 10)
           

七、LISP—運算符

      運算符是一個符号，它告訴編譯器執行特定的數學或邏輯操作。其中對資料的運算操作歸類為四種：算術運算、比較操作、邏輯運算和位運算。

算術運算：

運算符	描述	Example
+	增加了兩個操作數	(+ A B) = 30
-	從第一數減去第二個操作數	(- A B)= -10
*	乘兩個操作數	(* A B) = 200
/	通過取消分子除以分子	(/ B A) = 2
mod,rem	模運算符和其餘整數除法後	(mod B A ) = 0
incf	遞增運算符，所指定的第二個參數增加整數值	(incf A 3) = 13
decf	遞減操作符，通過指定的第二個參數減小整數值	(decf A 4) = 9

比較操作：

Operator	描述	Example
=	檢查如果操作數的值都相等與否，如果是的話那麼條件為真。	(= A B)= true.
/=	檢查如果操作數的值都不同，或沒有，如果值不相等，則條件為真。	(/= A B) =true.
>	檢查如果操作數的值單調遞減。	(> A B) !=true.
<	檢查如果操作數的值單調遞增。	(< A B) = true.
>=	如有左操作數的值大于或等于下一個右操作數的值，如果是則條件檢查為真。	(>= A B) !=true.
<=	如有左操作數的值小于或等于其右操作數的值，如果是，則條件檢查為真。	(<= A B) = true.
max	它比較兩個或多個參數，并傳回最大值。	(max A B) 傳回20
min	它比較兩個或多個參數，并傳回最小值。	(min A B) 傳回 20

布爾值邏輯操作：

運算符	描述	示例
and	這需要任意數量的參數。該參數是從左向右計算。如果所有參數的計算結果為非零，那麼最後一個參數的值傳回。否則就傳回nil。	(and A B) = NIL.
or	這需要任意數量的參數。該參數是從左向右計算的，直到一個計算結果為非零，則此情況下傳回參數值，否則傳回nil。	(or A B) = 5.
not	它接受一個參數，并傳回t，如果參數的計算結果為nil。	(not A) = T.

對數位運算操作：

操作符	描述	Example
logand	這将傳回位邏輯的參數和。如果沒有給出參數，則結果為-1，這是該操作的辨別。	(logand a b)) = 12
logior	這将傳回位邏輯包括它的參數或。如果沒有給出參數，那麼結果是零，這是該操作的辨別。	(logior a b) = 61
logxor	這将傳回其參數的按位邏輯異或。如果沒有給出參數，那麼結果是零，這是該操作的辨別。	(logxor a b) = 49
lognor	這不傳回的逐位它的參數。如果沒有給出參數，則結果為-1，這是該操作的辨別。	(lognor a b) = -62,
logeqv	這将傳回其參數的逐位邏輯相等（也稱為異或非）。如果沒有給出參數，則結果為-1，這是該操作的辨別。	(logeqv a b) = -50

        這裡就隻給出算術運算和比較運算的代碼，其中對數位運算就是以二進制數之間進行與、或、異或等操作，然後運算的結果以十進制的形式輸出。

;運算符，算術運算
(setq a 10)
(setq b 20)
(format t "~%和：~d" (+ a b))
(format t "~%差：~d" (- a b))
(format t "~%積：~d" (* a b))
(format t "~%商：~d" (/ a b))
(format t "~%取餘：~d" (mod a b))
(format t "~%取餘2：~d" (rem a b))
(format t "~%加的和：~d" (incf a 3))
(format t "~%減的差：~d" (decf a 5))
;比較運算
(format t "~%是否相等？ ~a" (= a b))
(format t "~%是否不等？ ~a" (/= a b))
(format t "~%是否小于？ ~a" (< a b))
(format t "~%是否大于？ ~a" (> a b))
(format t "~%是否大于等于？ ~a" (>= a b))
(format t "~%是否小于等于？ ~a" (<= a b))
(format t "~%最大值？ ~a" (max a b 15 30))
(format t "~%最小值？ ~a" (min a b 15 30))