编程语言的王道：Lisp之美

Bruce Tate ，3 本Java畅销书籍的作者，其中包括荣获 Jolt 大奖的《Better, Faster, Lighter Java》一书。他最近又出版了From Java to Ruby和Rails: Up and Running。他在IBM 工作了13 年，近来潜心研究基于Ruby和Ruby on Rails框架的轻量级开发策略和架构。

Lisp 长久以来一直被视为伟大的编程语言之一。其漫长的发展过程（接近五十年）中引发的追随狂潮表明：这是一门非同凡响的语言。在 MIT，Lisp 在所有程序员的课程中占了举足轻重的地位。像 Paul Graham 那样的企业家们将 Lisp 卓越的生产力用作他们事业成功起步的推动力。但令其追随者懊恼万分的是，Lisp 从未成为主流编程语言。作为一名 Java™ 程序员，如果您花一点时间研究 Lisp 这座被人遗忘的黄金之城，就会发现许多能够改进编码方式的技术。

我最近第一次完成了马拉松赛跑，我发现跑步比我预想的更有价值。我跑了 26.2 英里，通过该步骤，我开始认为这是对身体非常有益的简单活动。一些语言给了我类似的感觉，如 Smalltalk 和 Lisp。对 Smalltalk 来说，引发类似感觉的是对象；Smalltalk 中的一切内容都是在处理对象和消息传递。对于 Lisp 来说，这个至为重要的步骤更为简单。这门语言完全由列表组成。但不要被这个简单的假相所欺骗。这门有着 48 年历史的语言具有难以置信的强大功能和灵活性，这是 Java 语言所不能企及的。

第一次和 Lisp 打交道时，我还是在校大学生，但这次不是很顺利。因为我拼命地想把 Lisp 编入到熟悉的过程化范例中，而不是在 Lisp 的函数结构下工作。尽管 Lisp 并不是一门严格的函数语言（因为一些特性，它不符合最严格的术语定义），但 Lisp 的许多习语和特性有着很强的函数风格。从那以后，我学会了利用列表和函数式编程。

入门

本文使用 GNU 的 GCL，它针对许多操作系统都有免费下载。但稍作修改，就能使用任何版本的 Common Lisp。请参见 参考资料 获取可用 Lisp 版本的详细说明。

和学习大多数其他语言一样，学习 Lisp 最好的方法就是实践。打开您的解释程序，和我一起编码。Lisp 基本上是一门编译好的语言，通过直接键入命令，就可以轻松地用它进行编程。

列表语言

基本上，Lisp 是一门关于列表的语言。Lisp 中的一切内容（从数据到组成应用程序的代码）都是列表。每个列表都由一些原子 和列表组成。数字就是原子。键入一个数字仅仅会返回该数字作为结果：

清单1：简单原子

>1

1

>a

Error: The variable A is unbound.

如果键入一个字母，解释程序会报错，如清单 1 所示。字母是变量，所以使用之前必须先为其赋值。如果想要引用一个字母或词语而不是变量，请使用引号将其括起来。在变量前加单引号告诉 Lisp 延迟对后续列表或原子进行求值，如清单 2 所示：

清单2：延迟求值和引用

>"a"

"a"

>'a

A

请注意 Lisp 把 a 大写为 A。lisp 假设您希望使用 A 作为符号，因为它没有加括号。后面会讨论赋值，但先要让列表来完成这一任务。简单地讲，Lisp 列表是加了括号并使用空格隔开的原子序列。尝试如清单 3 所示键入一个列表。这个列表是无效的，除非在列表前面加上 '。

清单3：键入一个简单列表

>(1 2 3)

Error: 1 is invalid as a function.

>'(1 2 3)

(1 2 3)

除非在列表前加上 '，否则 Lisp 会像对函数求值那样对每个列表求值。第一个原子是运算符，列表中其余的原子是参数。Lisp 有数目众多的原语函数，正如您预料的那样，其中包括许多数学函数，例如，+、* 和 sqrt。(+ 1 2 3) 返回 6，(* 1 2 3 4) 返回 24。

操纵列表的有两类函数：构造函数 和选择函数。构造函数构建列表，选择函数分解列表。first 和 rest 是核心选择函数。first 选择函数返回列表的第一个原子，rest 选择函数返回除第一个原子外的整个列表。清单 4 显示了这两个选择函数：

清单4：基本 Lisp 函数

> (first '(lions tigers bears))

LIONS
> (rest '(lions tigers bears))

(TIGERS BEARS)

这两个选择函数都获取整个列表，返回列表的主要片断。稍后，您将了解递归如何利用这些选择函数。