TranslateProject/published/20210503 Learn the Lisp programming language in 2021.md
2022-06-24 12:49:13 +08:00

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一起来学习 Lisp 编程语言吧!

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 LispElisp、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 LispGCL。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 clispLCTT 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