LISP - 基本语法

Lisp - 现代基本语法与设置

欢迎来到 Lisp 的世界！本教程将重点介绍 Common Lisp，这是一种功能强大、标准化且支持多范式的编程语言。我们将从基础语法开始，并指导您设置一个现代的开发环境。

设置您的开发环境

为了获得高效的 Lisp 体验，交互式设置至关重要。以下是一个推荐的现代工具链（toolchain）：

实现（Implementation）：SBCL (Steel Bank Common Lisp) 是一款高性能、开源的编译器。它是初学者和专业开发的绝佳选择。
包管理器（Package Manager）：Quicklisp 是 Common Lisp 事实上的包管理器。它允许您通过简单的命令下载和管理数百个开源库。
构建系统（Build System）：ASDF (Another System Definition Facility) 是定义 Lisp 源文件如何编译和加载为内聚系统（项目）的标准工具。
编辑器（Editor）：具有强大 Lisp 集成的编辑器至关重要。带有 SLIME 或 Sly 的 Emacs 提供了深度交互式的 REPL 驱动体验。此外，带有 Alive 或 SLIMA 等扩展的 VS Code 提供了一种现代替代方案。

基本构建块：S-表达式

Lisp 程序由**S-表达式（S-expressions，Symbolic Expressions，符号表达式）**构建而成，S-表达式有两种形式：

原子（Atoms）：原子是除列表之外的任何事物。这包括数字、符号（变量和函数的名称）和字符串。
列表（Lists）：列表是原子和/或其它列表的序列，用括号 () 括起来。

原子示例

123              ; 一个数字
3.14159          ; 一个浮点数
'my-symbol      ; 一个符号（常用于变量或函数）
:my-keyword      ; 一个关键字（自求值符号）
"Hello, Lisp!" ; 一个字符串

列表示例

(+ 1 2)                  ; 表示函数调用的列表
'(a b c)                  ; 符号列表
(list 1 "two" '(three)) ; 嵌套列表
()                       ; 空列表，也称为 NIL

求值与引用

Lisp 在**读取-求值-打印循环（Read-Eval-Print Loop，REPL）**上运行。它读取一个 S-表达式，求值（evaluates）它，并打印结果。求值的关键规则是：

符号被视为变量并求值为它们的值。
列表被视为函数调用，其中第一个元素是函数名，其余是其参数。

如果您想将列表视为纯数据，该怎么办？您需要**引用（quote）**它。

单引号 ' 是 quote 特殊操作符的简写。它告诉 Lisp 抑制求值，并将后续表达式视为字面数据。

示例：求值 vs. 引用

; 定义变量 'a'
(defvar a 10)

; 这是一个由两个符号 'a' 和 'b' 组成的列表。
; Lisp 尝试查找名为 'a' 的函数，这会失败。
;;; (a b) -> ERROR: The function A is undefined.

; 这是一个数据列表，不是函数调用。
; 表达式返回列表本身。
(print '(a b))

; 函数 `*` 被调用，参数为 2 和 3。
(print (* 2 3))

; 列表 `(* 2 3)` 被视为数据，不进行求值。
(print '(* 2 3))

输出

(A B)
6
(* 2 3)

注释

分号 (;) 用于注释。单个分号通常用于代码同行的注释。多个分号则按照惯例用于块级注释。

;; 此函数向用户打招呼。
(defun greet (name)
  (format t "Hello, ~a!~%" name)) ; 打印格式化字符串到控制台

核心语言概念

函数调用：Lisp 使用前缀表示法：(function-name arg1 arg2)。例如，(+ 1 2 3) 对数字求和。
大小写敏感性：默认情况下，Lisp 读取器会将未转义的符号名转换为大写。因此，my-function 和 MY-FUNCTION 指向相同的符号。现代惯例是输入小写，让读取器进行大小写折叠（case-fold）。
真与假：在 Common Lisp 中，符号 T 代表布尔真值。符号 NIL 代表布尔假值。NIL 也是空列表 () 的唯一表示形式。
特殊形式（Special Forms）：有些看起来像函数调用的表达式实际上是特殊形式或宏（macros）。它们有自己的求值规则，对于控制流（if、when）、变量绑定（let）和定义事物（defun、defvar）至关重要。

命名约定

Common Lisp 中的惯用风格是使用 kebab-case（烤肉串命名法）来命名符号，用连字符 (-) 分隔单词。例如：my-cool-function，*global-variable*（对于特殊/全局变量使用耳罩约定）。