Lisp:列表与S表达式

Question

我是Lisp的新手。我遇到了两个术语"list“和"S-expression”。我就是分不清它们。它们只是Lisp中的同义词吗？

Answer 1

首先，并不是所有的S表达式都表示列表；像foobar这样的表示裸原子的表达式也被认为是S表达式。当"cons“部分本身不是另一个列表(或nil)时，使用的是"cons cell”语法(car . cons)。更熟悉的列表表达式，如(a b c d)，只是嵌套的cons单元格链的语法糖；该示例扩展到(a . (b . (c . (d . nil))))。

其次，术语“S表达式”指的是语法- (items like this (possibly nested))。这样的S表达式是列表在Lisp源代码中的表示，但从技术上讲，它本身并不是一个列表。这种区别与十进制数字序列与其数值之间的区别相同，也与引号内的字符序列与结果字符串之间的区别相同。

这可能是一种过于技术性的区别；程序员通常会引用值的文字表示，就好像它们就是值本身一样。但是使用Lisp和列表，事情变得有点棘手，因为从技术上讲，Lisp程序中的所有东西都是一个列表。

例如，考虑以下表达式：

(+ 1 2)

上面是一个简单的S表达式，它表示一个平面列表，由原子+、1和2组成。

但是，在Lisp程序中，这样的列表将被解释为以1和2作为参数调用+函数。(请注意，这样解释的是列表，而不是S表达式；求值器传递的是已由读者预先解析的列表，而不是源代码文本。)

因此，尽管上面的S表达式表示一个列表，但在Lisp程序的上下文中，它很少被称为“列表”。除非讨论宏或读者的内部工作，或者由于其他一些代码生成或解析上下文而参与元语法讨论，否则典型的Lisp程序员会将上述内容视为数字表达式。

另一方面，以下任何S-表达式都可能被称为“列表”，因为将它们作为Lisp代码进行计算将产生由上面的文字S-表达式表示的列表作为运行时值：

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

当然，代码和数据的等价性是Lisp最酷的地方之一，因此区别是不明确的。但我的观点是，尽管上面所有的都是S表达式和列表，但在随意的Lisp语言中，只有一些会被称为“列表”。

Answer 2

表达式是一种 notation data。

在历史上，s表达式( symbolic的缩写)描述为：

使用s表达式作为第一个和第二个元素的表达式和BAR

• cons单元格等列表符号：( expression-1
• -2 FOO termination NIL
  • and编写列表的约定：( A . ( < . >D24 . NIL ) )更简单地写为list D29

还要注意，历史上的程序文本是以不同的方式编写的。函数ASSOC的一个示例。

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

历史上也存在从这些m表达式(元表达式的缩写)到s表达式的映射。目前，大多数Lisp程序代码都是使用s-expression编写的。

这在这里描述：McCarthy, Recursive Functions of Symbolic Expressions

在像Common Lisp这样的Lisp编程语言中，s表达式有更多的语法，可以编码更多的数据类型：

#\space

• Vectors：#(a b c)

• Conses

• 符号：symbol123，"This is a string"

• Characters：
• ，symbol123，"This is a string"
• Characters：1.0，1/3，...
• 字符串：
  • ，symbol123 123，1.0，1/3，...
  • #\a：<
  • >D56，symbol123<123>D60，

还有更多。

列表

列表是一种数据结构。它由cons单元格和列表结束标记组成。在Lisp中，列表有一种符号，即s-expression中的列表。您可以使用其他一些表示法来表示列表，但是在Lisp中，已经决定使用s-expression语法来编写它们。

旁注: programs and forms

在像Common Lisp这样的编程语言中，编程语言的表达式不是文本，而是数据！这与许多其他编程语言不同。编程语言Common Lisp中的表达式称为Lisp forms。

例如，函数调用是Lisp data，其中调用是一个列表，它的第一个元素是函数符号，后面的元素是它的参数。

我们可以把它写成(sin 3.0)。但它实际上是数据。我们也可以构建数据。

用于计算Lisp表单的函数称为EVAL，它接受Lisp数据，而不是程序文本或程序文本字符串。因此，您可以使用返回Lisp数据的Lisp函数来构造程序：(EVAL (LIST 'SIN 3.0))的计算结果为0.14112。

由于Lisp表单具有数据表示形式，因此它们通常使用Lisp的外部数据表示形式编写--这是什么？-s-expression！

它是s-expression。Lisp格式作为Lisp数据在外部写为s-expression。

Answer 3

你应该首先理解Lisp的主要特性--程序可以像数据一样被操纵。与其他语言(如C或Java)不同，在其他语言中，您可以使用特殊语法({、}、class、define等)编写程序，而在Lisp中，您可以将代码编写为(嵌套)列表(顺便说一句，这允许直接表达abstract syntactic trees )。再说一次:你写的程序看起来就像语言的数据结构。

当您将其作为数据列表讨论时，您将其称为“”，但是当您讨论程序代码时，您最好使用术语因此，从技术上讲，它们是相似的，但在不同的上下文中使用。这些术语混合在一起的唯一实际地方是元编程(通常与宏一起)。

还要注意，s-也可能包含唯一的数字原子表达式(如数字、字符串等)。