Lisp, сокращение от "LISt Processing" (обработка списков), представляет собой семейство языков программирования, которые имеют характерный синтаксис на основе скобок, в основном сосредоточенный на манипуляции символами и списками. Это один из старейших языков программирования высокого уровня, изначально изобретенный в конце 1950-х годов, и он значительно эволюционировал на протяжении десятилетий. Lisp особенно известен своими мощными функциями, такими как динамическая типизация, сборка мусора и функции первого класса, что делает его подходящим для исследований в области ИИ, символьных вычислений и быстрого прототипирования.
Lisp был создан Джоном Макаратхи в 1958 году как математическая нотация для компьютерных программ и как практическое средство реализации ИИ. Язык был основан на лямбда-исчислении, формальной системе в математической логике и информатике. Первая реализация была проведена на IBM 704, и вскоре после этого появилось множество диалектов, каждый из которых добавлял свои собственные функции и сложности.
Со временем появилось несколько заметных диалектов Lisp, включая Common Lisp и Scheme. Common Lisp был стандартизирован в 1980-х годах для унификации различных диалектов, в то время как Scheme, который акцентирует внимание на функциональном программировании и минимализме, приобрел популярность в академической среде. Влияние Lisp можно увидеть во многих современных языках программирования, особенно в тех, которые поддерживают парадигмы функционального программирования, таких как Clojure, Racket и даже языках, таких как Python и Ruby.
Сегодня Lisp не входит в число самых популярных языков программирования, но остается влиятельным, особенно в исследованиях, ИИ и образовании. Сообщество активно разрабатывает новые диалекты, такие как Clojure, который работает на Java Virtual Machine (JVM) и сосредоточен на параллельном программировании.
Lisp использует уникальный синтаксис с помощью скобок для обозначения выражений, при этом код представлен в символических выражениях (S-выражениях). Например:
(+ 1 2)
Это выражение представляет собой сложение 1 и 2.
Функции в Lisp могут передаваться в качестве аргументов, возвращаться из других функций и присваиваться переменным:
(defun square (x) (* x x))
(mapcar #'square '(1 2 3 4)) ; возвращает (1 4 9 16)
Lisp имеет динамическую типизацию, позволяя переменным хранить значения любого типа данных без предварительного объявления:
(setq x 10) ; x теперь число
(setq x "hello") ; x теперь строка
Lisp имеет мощные системы макросов, которые позволяют разработчикам создавать пользовательские синтаксические конструкции:
(defmacro when (condition &body body)
`(if ,condition
(progn ,@body))
)
Формы if и cond облегчают управление потоком в Lisp:
(if (> x 0)
(print "Положительное")
(print "Неположительное"))
Lisp рассматривает списки как фундаментальные структуры данных:
(setq my-list '(1 2 3 4))
(car my-list) ; возвращает 1
(cdr my-list) ; возвращает (2 3 4)
Функции определяются с помощью конструкции defun:
(defun factorial (n)
(if (= n 0)
1
(* n (factorial (- n 1)))))
Common Lisp включает объектно-ориентированную систему, известную как Common Lisp Object System (CLOS):
(defclass person ()
((name :initarg :name :accessor person-name)
(age :initarg :age :accessor person-age)))
(defmethod say-hello ((p person))
(format t "Привет, меня зовут ~A, и мне ~A лет."
(person-name p) (person-age p)))
Lisp предоставляет сложный механизм обработки ошибок с использованием handler-case:
(handler-case
(/ 1 0)
(division-by-zero () (print "Поймано деление на ноль!")))
Некоторые диалекты поддерживают продолжения, позволяя программе сохранять и восстанавливать состояния выполнения:
(call-with-current-continuation
(lambda (k)
(k 10)))
Существует несколько интегрированных сред разработки (IDE) и компиляторов, предназначенных для программирования на Lisp. Популярные варианты включают:
Чтобы собрать проект на Lisp, обычно создается файл с расширением ".lisp" или ".lsp". Используя SBCL, типичный рабочий процесс может включать загрузку вашего проекта из REPL:
(load "my-project.lisp")
Для проектов, использующих Quicklisp, менеджер библиотек, зависимости можно легко управлять и загружать.
Lisp особенно известен своими приложениями в области искусственного интеллекта, символьных вычислений и академической среды, но также находит применение в:
Lisp часто сравнивают с:
Перевод с Lisp на другие языки часто осуществляется с помощью инструментов перевода с языка на язык. Например, существуют следующие инструменты:
Каждый из этих инструментов предоставляет специфические сопоставления, обеспечивая эффективное представление основных функций Lisp в целевых языках. Для более сложных переводов может потребоваться ручная переработка, особенно для сильно оптимизированного кода с использованием макросов.