什么是LISP语言?

[拼音]：LISP yuyan

[外文]：LISP

为非数值符号运算而设计的表处理语言。LISP是英文LIST PROCESSING(表处理)的缩写。 LISP语言是1960年J.麦卡锡在递归函数论基础上首先设计出来的。LISP语言的形式化程度高，表达力强，适合于描述各种知识和编写问题求解的程序，因此一直是用来研究人工智能的一种基本语言。

自然语言中词可以认为是能单独用来构成句子的最小单元，由词可以构成词组，由词组可以构成更复杂的词组或句子。LISP语言的“词”称为原子，如15（数值原子）、IFAC（非数值原子）。LISP语言的“词组”就是由一组原子构成的有一定形式的表，如(A-KIND-OF FEDERATION)。表和原子可以组成更复杂的表称为符号表达式(相当于复杂词组)如 (IFAC(A-KIND-OF FEDERATION))。

符号表达式不但是LISP语言的数据结构形式而且也是它的程序结构形式，也就是说符号表达式可以代表一个语句，即一段程序。这种数据结构和程序结构在格式上的一致性是LISP语言的显著特点。从语义角度考虑：对符号表达式求值的函数称为eval。求值也可用简式表出，记为“符号表达式⇒值”。求值规则如下：

（1）数字、T（真）、NIL（假，空表）的值就是自身。

（2）如果符号表达式是表,且表的第一元素是函数,那么首先求出其他元素的值,然后对函数求值，如(PLUS(TIMES3 5)2)⇒17。

（3）对以保留词形式出现的函数，其值完全取决于保留词的意义。如 (SETQ X (PLUS 15 1))即对X赋予16的值(SETQ是对原子赋值的意思)。

（4）如果符号表达式是一原子，那么其值就是最近赋予的值。

如果符号表达式是一个复杂的表，对其 *** 作可归结为取、删、添、并、组合等。为了防止eval将所有表的第一元素都看成函数，引入符号“”，表示对紧随“”后的表或其他符号表达式不求值。也可用函数QUOTE来实现同样的目的。例如：

(CAR(ABC))⇒A

CAR表示取表的首元素

(CDR(ABC))⇒(BC)

CDR表示删去表的首元素

(CONSA(BC))⇒(ABC)

CONS表示在表中添入新的首元素

(APPEND(AB)(CD))⇒(ABCD)

APPEND表示将两表合并为一

(LISTAB(CD))⇒A(AB(CD))

LIST表示将各元素列入表中作为简例，下面给出用LISP语言写的求表 L中各数之和的程序，例如L＝(7，5，3，0)，则SUM（和）之值为15。

PROG (SUM)

(SETQ SUMφ)

LOOP (COND ((NULL L)(RETURN SUM)))

(SETQ SUM (PLUS SUM (CAR L)))

(SETQ L (CDR L))

(GO LOOP)

这段程序的含义是：用PROG引入分程序，它的局部变元是SUM，赋予SUM的初值是零(φ)，循环：条件是，如果L等于空表，则返回SUM的值，

否则

将SUM原来值与表L首元素值之和赋予SUM，

将表L删去首元素后的值赋予表L，

继续循环

LISP语言的用户自定义函数常用LAMBDA表达式给出,其一般形式为(LAMBDA(atom 1,atom2，…，atom k)e)，LAMBDA 之后是一形式参数表，e是有待求值表达式的LISP形式。函数调用时，对所有形式参数赋予实在参数的值，然后对函数体 e求值。函数定义的 LAMBDA记法是 J.麦卡锡根据 A.丘奇的 λ演算理论引入程序设计语言的。LAMBDA是希腊字母λ的英语拼音。这种记法有助于函数定义精确化，是LISP语言中定义非基本函数的普遍方法。例如用户可自行定义一新函数 EXCHANGE（交换）：EXCHANGE＝(LAMBDA（Y）(LIST(CADR Y)(CAR Y)))。这样（EXCHANGE(AB)）的值便是(BA)，定义中CADR为先作CDR后作CAR两次函数运算的简写形式。因此,LISP程序的运行可归结为函数求值,LISP语言是一种函数型程序设计语言。这是70年代发展起来的新型程序设计语言。LISP语言的函数定义方式允许被定义函数间相互调用,也允许直接或间接地调用自身(称为递归)。下面是一个定义阶乘(!)函数的递归程序例子。FACTORIAL:(LAMBDA (N) (COND (EQUAL N 1)1)

(T (TIMES N

(FACTORIAL

(SUB1 N)))))

由于在函数体中出现被定义函数 FACTORIAL，所以这个定义是递归的。LISP语言兼有递归和迭代（见上例PROG）的功能,具有较强的表达力和较大的灵活性。LISP还可用于逻辑程序设计。用于逻辑程序设计的、扩展的LISP语言称为LOGLISP，它的功能与PROLOG等价。

LISP语言有很多变种，但最基本的是LISP1.5,比较著名的还有MACLISP，INTERLISP等。

参考书目

Winston, Horn著，黄昌宁、陆玉昌译:《LISP程序设计》,清华大学出版社,北京,1983。(P.H.Winston and B.K.P.Horn, Lisp, Addison-Wesley Publ. Co., Reading, Mass.,1981.)