许多大型代码库中都有 Lisp 代码的身影,因此,熟悉一下这门语言是一个明智之举。

早在 1958 年,Lisp 就被发明出来了,它是世界上第二古老的计算机编程语言(LCTT 译注:最古老的编程语言是 Fortran,诞生于 1957 年)。它有许多现代的衍生品,包括 Common Lisp、Emacs Lisp(Elisp)、Clojure、Racket、Scheme、Fennel 和 GNU Guile 等。

那些喜欢思考编程语言的设计的人,往往都喜欢 Lisp,因为它的语法和数据有着相同的结构:Lisp 代码实际上是 一个列表的列表 a list of lists ,它的名字其实是 “ 列表处理 LISt Processing ” 的简写。而那些喜欢思考编程语言的美学的人,往往都讨厌 Lisp,因为它经常使用括号来定义范围;事实上,编程界也有一个广为流传的笑话:Lisp 代表的其实是 “大量烦人的多余括号” Lots of Irritating Superfluous Parentheses

不管你是喜欢还是讨厌 Lisp 的设计哲学,你都不得不承认,它都是一门有趣的语言,过去如此,现在亦然(这得归功于现代方言 Clojure 和 Guile)。你可能会惊讶于在任何特定行业的大代码库中潜伏着多少 Lisp 代码,因此,现在开始学习 Lisp,至少熟悉一下它,不失为一个好主意。

安装 Lisp

Lisp 有很多不同的实现。比较流行的开源版本有 SBCLGNU LispGNU Common Lisp(GCL)。你可以使用发行版的包管理器安装它们中的任意一个,在本文中,我是用的是 clisp(LCTT 译注:也就是 GNU Lisp,一种 ANSI Common Lisp 的实现)。

以下是在不同的 Linux 发行版中安装 clisp 的步骤。

在 Fedora Linux 上,使用 dnf

$ sudo dnf install clisp

在 Debian 上,使用 apt

$ sudo apt install clisp

在 macOS 上,使用 MacPorts 或者 Homebrew

# 使用 MacPorts
$ sudo port install clisp

# 使用 Homebrew
$ brew install clisp

在 Windows 上,你可以使用 clisp on Cygwin 或者从 gnu.org/software/gcl 上下载 GCL 的二进制文件。

虽然我使用 clisp 命令来运行 Lisp 代码,但是本文中涉及到的大多数语法规则,对任何 Lisp 实现都是适用的。如果你选择使用一个不同的 Lisp 实现,除了用来运行 Lisp 代码的命令会和我不一样外(比如,你可能要用 gclsbcl 而不是 clisp),其它的所有东西都是相同的。

列表处理

Lisp 源代码的基本单元是 “ 表达式 expression ”,它在形式上是一个列表。举个例子,下面就是一个列表,它由一个操作符(+)和两个整数(12)组成:

(+ 1 2)

同时,它也是一个 Lisp 表达式,内容是一个符号(+,会被解析成一个加法函数)和它的两个参数(12)。你可以在 Common Lisp 的交互式环境(即 REPL)中运行该表达式和其它表达式。如果你熟悉 Python 的 IDLE,那么你应该会对 Lisp 的 REPL 感到亲切。(LCTT 译注:REPL 的全称是 “Read-Eval-Print Loop”,意思是 “‘读取-求值-输出’循环”,这个名字很好地描述了它的工作过程。)

要进入到 REPL 中,只需运行 Common Lisp 即可:

$ clisp
[1]>

在 REPL 提示符中,尝试输入一些表达式:

[1]> (+ 1 2)
3
[2]> (- 1 2)
-1
[3]> (- 2 1)
1
[4]> (+ 2 3 4)
9

函数

在了解了 Lisp 表达式的基本结构后,你可以使用函数来做更多有用的事。譬如,print 函数可以接受任意数量的参数,然后把它们都显示在你的终端上,pprint 函数还可以实现格式化打印。还有更多不同的打印函数,不过,pprint 在 REPL 中的效果就挺好的:

[1]> (pprint "hello world")

"hello world"

[2]>

你可以使用 defun 函数来创建一个自定义函数。defun 函数需要你提供自定义函数的名称,以及它接受的参数列表:

[1]> (defun myprinter (s) (pprint s))
MYPRINTER
[2]> (myprinter "hello world")

"hello world"

[3]>

变量

你可以使用 setf 函数来在 Lisp 中创建变量:

[1]> (setf foo "hello world")
"hello world"
[2]> (pprint foo)

"hello world"

[3]>

你可以在表达式里嵌套表达式(就像使用某种管道一样)。举个例子,你可以先使用 string-upcase 函数,把某个字符串的所有字符转换成大写,然后再使用 pprint 函数,将它的内容格式化打印到终端上:

[3]> (pprint (string-upcase foo))

"HELLO WORLD"

[4]>

Lisp 是动态类型语言,这意味着,你在给变量赋值时不需要声明它的类型。Lisp 默认会把整数当作整数来处理:

[1]> (setf foo 2)
[2]> (setf bar 3)
[3]> (+ foo bar)
5

如果你想让整数被当作字符串来处理,你可以给它加上引号:

[4]> (setf foo "2")
"2"
[5]> (setf bar "3")
"3"
[6]> (+ foo bar)

*** - +: "2" is not a number
The following restarts are available:
USE-VALUE      :R1      Input a value to be used instead.
ABORT          :R2      Abort main loop
Break 1 [7]>

在这个示例 REPL 会话中,变量 foobar 都被赋值为加了引号的数字,因此,Lisp 会把它们当作字符串来处理。数学运算符不能够用在字符串上,因此 REPL 进入了调试器模式。想要跳出这个调试器,你需要按下 Ctrl+D 才行(LCTT 译注:就 clisp 而言,使用 quit 关键字也可以退出)。

你可以使用 typep 函数对一些对象进行类型检查,它可以测试对象是否为某个特定数据类型。返回值 TNIL 分别代表 TrueFalse

[4]> (typep foo 'string)
NIL
[5]> (typep foo 'integer)
T

stringinteger 前面加上了一个单引号('),这是为了防止 Lisp(错误地)把这两个单词当作是变量来求值:

[6]> (typep foo string)
*** - SYSTEM::READ-EVAL-PRINT: variable STRING has no value
[...]

这是一种保护某些术语(LCTT 译注:类似于字符串转义)的简便方法,正常情况下它是用 quote 函数来实现的:

[7]> (typep foo (quote string))
NIL
[5]> (typep foo (quote integer))
T

列表

不出人意料,你当然也可以在 Lisp 中创建列表:

[1]> (setf foo (list "hello" "world"))
("hello" "world")

你可以使用 nth 函数来索引列表:

[2]> (nth 0 foo)
"hello"
[3]> (pprint (string-capitalize (nth 1 foo)))

"World"

退出 REPL

要结束一个 REPL 会话,你需要按下键盘上的 Ctrl+D,或者是使用 Lisp 的 quit 关键字:

[99]> (quit)
$

编写脚本

Lisp 可以被编译,也可以作为解释型的脚本语言来使用。在你刚开始学习的时候,后者很可能是最容易的方式,特别是当你已经熟悉 Python 或 Shell 脚本 时。

下面是一个用 Common Lisp 编写的简单的“掷骰子”脚本:

#!/usr/bin/clisp

(defun roller (num)  
  (pprint (random (parse-integer (nth 0 num))))
)

(setf userput *args*)
(setf *random-state* (make-random-state t))
(roller userput)

脚本的第一行注释(LCTT 译注:称之为“ 释伴 shebang ”)告诉了你的 POSIX 终端,该使用什么可执行文件来运行这个脚本。

roller 函数使用 defun 函数创建,它在内部使用 random 函数来打印一个伪随机数,这个伪随机数严格小于 num 列表中下标为 0 的元素。在脚本中,这个 num 列表还没有被创建,不过没关系,因为只有当脚本被调用时,函数才会执行。

接下来的那一行,我们把运行脚本时提供的任意参数,都赋值给一个叫做 userput 的变量。这个 userput 变量是一个列表,当它被传递给 roller 函数后,它就会变成参数 num

脚本的倒数第二行产生了一个“随机种子”。这为 Lisp 提供了足够的随机性来生成一个几乎随机的数字。

最后一行调用了自定义的 roller 函数,并将 userput 列表作为唯一的参数传递给它。

将这个文件保存为 dice.lisp,并赋予它可执行权限:

$ chmod +x dice.lisp

最后,运行它,并给它提供一个数字,以作为它选择随机数的最大值:

$ ./dice.lisp 21

13
$ ./dice.lisp 21

7
$ ./dice.lisp 21

20

看起来还不错!

你或许注意到,你的模拟骰子有可能会是 0,并且永远达不到你提供给它的最大值参数。换句话说,对于一个 20 面的骰子,这个脚本永远投不出 20(除非你把 0 当作 20)。有一个简单的解决办法,它只需要用到在本文中介绍的知识,你能够想到吗?

学习 Lisp

无论你是想将 Lisp 作为个人脚本的实用语言,还是为了助力你的职业生涯,抑或是仅仅作为一个有趣的实验,你都可以去看看一年一度(LCTT 译注:应该是两年一度)的 Lisp 游戏果酱 Game Jam ,从而收获一些特别有创意的用途(其中的大多数提交都是开源的,因此你可以查看代码以从中学习)。

Lisp 是一门有趣而独特的语言,它有着不断增长的开发者用户群、足够悠久的历史和新兴的方言,因此,它有能力让从事各个行业的程序员都满意。


via: https://opensource.com/article/21/5/learn-lisp

作者:Seth Kenlon 选题:lkxed 译者:lkxed 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

仅有一条评论

  1. 不要学,都是过时的语言,语法晦涩难懂。尤其是clisp为了兼容和面向对象,就是个缝合怪,语法还缺乏一致性。那怕你去学习scheme和racket都比这好。 —— 来自广东深圳的 Firefox 101.0|Mac 10.15 用户 发表。

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