初识LISP（2）——结构、循环与函数

本文主要是介绍初识LISP（2）——结构、循环与函数，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、LISP—决策

Construct	描述
cond	这个结构是用于用于检查多个测试行动作条件。它可以嵌套if或其他编程语言语句。
if	if结构有多种形式。在最简单的形式，它后面跟着一个测试条，测试操作和一些其它相应措施(次)。如果测试子句的值为true，那么测试的动作被执行，否则，由此产生的子句求值。
when	在最简单的形式，它后面跟着一个测试条和测试操作。如果测试子句的值为true，那么测试的动作被执行，否则，由此产生的子句求值。
case	这种结构实现了像cond 构造多个测试行动语句。但是，它会评估的关键形式，并允许根据该键的形式评价多个行动语句。

        cond结构允许实现分支，可以看出其中的条件测试和执行动作是一个整体，条件测试为真，则执行对应的动作。反之，~~

;决策——cond结构(setq a 30)
(cond ((> a 20) (format t "~%a is less than 20"))(t (format t "~%value of a is ~d" a)));如果前一句执行，则不执行这一句，直接默认条件成立

       if语句就是最基本的条件判断了，这里需要注意的是if-then和if-then-else的结构情况，具体看下面的例子。

;决策——if结构
(setq b 15)
(if (> b 20)(format t "~%b is more than 20");if语句满足时执行(format t "~%value of b is ~d" b))
; ;——if-then结构  
(setq b 15)
(if (> b 20)then (format t "~%b is less than 20"));if语句不满足时，执行then后的语句~~(format t "~%value of b is ~d" b)
;——if-then-else结构
(setq c 30)
(if (> c 20 );这里的结构并没有then和else的关键字(format t "~%c is greater than 20")(format t "~%c is less than 20"))
(format t "~%value of c is ~d" c)

      当没有循环时，when的作用类似于if的功能。

; ;决策——when结构
(setq d 100)
(when (> d 20)(format t "~%d is greater than 20"))
(format t "~%value of d is ~d" d)

     这里没有提到缺省情况下的结果，尝试了(setq day 8)，结果没有输出也不报错~~

; ;决策——case结构
(setq day 6)
(case day
(1 (format t "~% Monday"))
(2 (format t "~% Tuesday"))
(3 (format t "~% Wednesday"))
(4 (format t "~% Thursday"))
(5 (format t "~% Friday"))
(6 (format t "~% Saturday"))
(7 (format t "~% Sunday")))

二、LISP—循环

Construct	描述
loop	循环loop结构是迭代通过LISP提供的最简单的形式。在其最简单的形式，它可以重复执行某些语句(次)，直到找到一个return语句。
loop for	loop结构可以实现一个for循环迭代一样作为最常见于其他语言。
do	do 结构也可用于使用LISP进行迭代。它提供了迭代的一种结构形式。
dotimes	dotimes构造允许循环一段固定的迭代次数。
dolist	dolist来构造允许迭代通过列表的每个元素。

        loop就是最基本的迭代形式，但它自身没有终止的功能，需要借助when 、for和if等来实现迭代的终止。下面的这段代码，其中的when可以用if替换，正如我之前所说，when的功能类似于if。

;loop结构，其中利用when作为循环判断
(setq a 10)
(print a)
(loop(setq a (+ a 1))(print a);(terpri);作为一次换行(when (> a 20) (return a))
)

        loop-for可以理解为其他高级语言的for语句。下面的代码可以看出来，for-in语句是Python中的语法，所以说LISP是Python的祖师爷一点也不过分，Python还参考了LISP很多特性，就我目前发现的举一个例子。LISP中定义一个函数，可以在函数内部用两个双引号“ ”来包围该函数的特性及功能说明，这种设计在Python中也存在，即Python的__doc__方法，在IDLE中可以调用某类的__doc__方法，打印出对该类的说明。

;loop-for结构
;利用loop-for和do的循环结构
(loop for x in ' (study hard!)do(format t "~s" x))
;使用from-to结构
(loop for a from 10 to 20do(print a));print会自动换行，write不会
;假如if语句，增加条件
(loop for b from 10 to 30if(evenp b)do(print b))

    

         这里看上去似乎没有终止的关键字，实际上，do之后的第二部分就是条件测试部分，(= x y)，判断x和y是否相等。

;do结构
(do ((x 0 (+ x 2))(y 20 (- y 2)));变量与变量的迭代过程需要再用括号括起来，以便区分测试中断的代码((= x y)(- x y));似乎后面的(- x y)并没有什么作用~~(format t "~%x = ~d  y = ~d" x y))

        既然给出了固定的迭代次数，也就没必要有终止的条件测试了。

;dotimes结构，给出固定的循环次数
(dotimes (n 10)(write n)(format t "  ")(write (* n n))(terpri))

     dolist构造的目的是将列表中元素逐一进行运算。不知道有没有注意到下面的注释，元素之间区分用空格，为什么会是这样呢？其他语言不都是用逗号吗？不要用“约翰·麦卡锡就是这样设计的”这种无脑的答案。好吧，其实这样的答案也没错，但再回想一下，之前定义名字（变量名、函数名等）时说了，可以使用特殊字符，那么逗号“，”也算咯，所以不小心用Python的编程思维将元素用逗号隔开，对于LISP编译器来说其实是一个原子（元素），这样想，以后应该也就不会再犯这样的错误了。

;dolist结构，逐个迭代列表中的元素，元素之间的区分用空格
(dolist (a ' (1 2 3 4 5 6 7 8 9))(format t "~%Number = ~d , Square = ~d" a (* a a)))

         下面的这段程序刚开始看感觉有点懵，不过认真一读，其实就是几个知识点的融合，block 、if 和函数定义defun。

;块返回，从允许从正常情况下的任何错误的任何嵌套块退出。
(defun demo-function (flag)(print 'entering-outer-block)(block outer-block(print 'entering-inner-block)(print (block inner-block(if flag(return-from outer-block 3);返回到外部块，返回3，但并不输出(return-from inner-block 5));退出内部块，返回5，其外层为print，故将5打印出来(print 'This-wil--not-be-printed)))(print 'left-inner-block)(print 'leaving-outer-block)t))
(demo-function t)
(terpri)
(terpri)
(demo-function nil)

输出结果为：

ENTERING-OUTER-BLOCK 
ENTERING-INNER-BLOCK ENTERING-OUTER-BLOCK 
ENTERING-INNER-BLOCK 
5 
LEFT-INNER-BLOCK 
LEAVING-OUTER-BLOCK 

     

        正如第七行的注释所说，虽然返回到外部块为3，但并没有打印，所以输出不会显示3，如果修改为如下代码，增加了print，自然会打印出3。但是又会在最后一行增加打印了一个“T”。其实原本的代码中，外部块的最后一个“t”，我的理解是类似于“return 0”的功能，之后外部块被print包围，那么“t”就相当于一个字符被打印出来。其实这里有点模糊，打印出的字面字符,需要在前面加上一个单引号，但是实际上没有，尝试着加上单引号，结果还是一样。那么可以认为这个打印出的“T”不是字面意义上的字符，而是“TRUE”的意思。

(defun demo-function (flag)(print 'entering-outer-block)(print (block outer-block(print 'entering-inner-block)(print (block inner-block(if flag(return-from outer-block 3)(return-from inner-block 5))(print 'This-wil--not-be-printed)))(print 'left-inner-block)(print 'leaving-outer-block)t)))
(demo-function t)
(terpri)
(demo-function nil)

输出结果为：

ENTERING-OUTER-BLOCK
ENTERING-INNER-BLOCK
3

ENTERING-OUTER-BLOCK
ENTERING-INNER-BLOCK
5
LEFT-INNER-BLOCK
LEAVING-OUTER-BLOCK
T

三、LISP—函数

        这里给出的&optional，&rest，&key都是基于实参的灵活设定。函数最后一个表达式的结果作为函数的返回值，实际就是简化了函数的运算量，return-from的偏执我先不聊，以后发现了它的优点再说。

        lambda函数在我看来应该很重要，如果没记错的话，Java的jdk1.8中就添加了lambda这一特性，Python中当然也有。Python中的解释就是匿名函数，只是简单或是不常重复使用的函数运算，那么用匿名函数来代替函数的定义显得更加高效。时间和空间上的简化肯定是每个人都期望的。在维基百科中，LISP的闭包概念（词法闭包，或函数闭包）中，有一种说法是“闭包用来指代某些其开放绑定（自由变量）已经由其语法环境完成闭合（或者绑定）的lambda表达式，从而形成闭合的表达式”。所以单纯以匿名函数的概念来定义lambda函数，似乎有些肤浅了。

        而映射函数，我的注释应该可以说清楚了。

;函数——可选参数，&optional之后的形参对应的实参可有可无
(defun show-members (a b &optional c d) (write (list a b c d)));这里&optional的作用是如若之后的实参没有，则返回NIL
(show-members 1 2 3)
(terpri)
(show-members 'a 'b 'c 'd)
(terpri)
(show-members 'a 'b)
(terpri)
(show-members 1 2 3 4)
(terpri)
;(show-members 'a );这个就会报错，说至少应该有两个参数

;函数——其余部分参数，&rest之后的形参对应的实参可以为空，或者为单个、多个元素，总之以列表形式得出
(defun show-members(a b &rest c) (write(list a b c)))(show-members 1 2 3)(terpri)(show-members 'a 'b)(terpri)(show-members 'a 'b 'c 'd 'e)(terpri)(show-members 1 2 3 4 5 6 7 8 9)

;关键字参数，可以将实参与指定的形参对应，很强势
(defun show-members(&key a b c d) (write (list a b c d)))(show-members :a 3 :b "asa" :d 'k );单个字符值需要在前面加上单引号，不然编译器会以为是变量名;;(show-members :a (1 2) );尝试过了，编译器要求实参为符号，不能是列表

;函数的最后一个表达式作为函数返回值的值
(defun add-all(a b c d)(+ a b c d))
(setq sum (add-all 10 20 30 40))
(write sum)
(terpri)
(write (add-all 23.4 56.7 34.9 10.0))

;通过return-from强势返回其要求的返回值
(defun my-fun(num)(return-from my-fun 10)(write 20));当有return-from时，这一句就不会被执行(write (my-fun 30))

;lambda函数
(write ((lambda (a b c d)(+ (* a b) (/ c d)))2 3 10 5));lambda表达式和实参是分离的，各自用括号括起来

;映射函数，将实参列表逐一进行运算，若在函数内部运算的另一部分也是列表，
;那么运算结果以实参列表与内部运算列表的一一映射的结果为准
(write (mapcar '1+ '(1 2 3)))
(terpri)
(write (mapcar '+ '(1 2 3 4 5 6) '(1 2 3)))
(terpri)
(defun cube-my-list(num)(mapcar #' (lambda(x) (* x x x x)) num));强调，lambda与传入的参数是分离的，分离的，分离的
(write (cube-my-list '(1 2 3 4 5)))

这篇关于初识LISP（2）——结构、循环与函数的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

---