Диалог с Лисп-системой
Рассмотрим особенности функционирования Лисп-интерпретатора на примере системы GNU Clisp.
> clisp
Работа системы начинается с заставки вида:
> clisp
i i i i i i i ooooo o ooooooo ooooo ooooo I I I I I I I 8 8 8 8 8 o 8 8 I \ `+' / I 8 8 8 8 8 8 \ `-+-' / 8 8 8 ooooo 8oooo `-__|__-' 8 8 8 8 8 | 8 o 8 8 o 8 8 ------+------ ooooo 8oooooo ooo8ooo ooooo 8 Copyright (c) Bruno Haible, Michael Stoll 1992, 1993 Copyright (c) Bruno Haible, Marcus Daniels 1994-1997 Copyright (c) Bruno Haible, Pierpaolo Bernardi, Sam Steingold 1998 Copyright (c) Bruno Haible, Sam Steingold 1999-2002
[1]>
Символ ">" - приглашение к вводу выражений для интерпретации. Выход из Лисп-системы осуществляется как вызов функции "BYE"
[1]> (BYE)1)
Происходит возврат к операционной системе.
[1]> (BYE) Bye.
Основной рабочий цикл начинается с ввода данных, представляющих так называемое символьное выражение.
[1]> (CONS 1 2)
Интерпретатор вычисляет это выражение, затем печатается полученный результат и появляется очередное приглашение:
[1]> (CONS 1 2) (1 . 2) [2]>
При недостатке правых скобок ничего не происходит:
[1]> (CONS 1 2
Система ждет, пока не получит недостающие скобки, прежде чем предложить прочитанную форму интерпретатору:
[1]> (CONS 1 2 ) (1 . 2) [2]>
Баланс скобок проще всего поддерживать, набирая пары "()" и вставляя потом между ними нужный текст. При наборе закрывающей скобки система на полсекунды перемещает курсор на соответствующую левую скобку, что также помогает замечать нарушения в балансе скобок.
При невозможности интерпретировать полученное данное как символьное выражение система печатает диагностическое сообщение:
[2]> (CONS A B) *** - EVAL: variable A has no value2) 1. Break [3]>
В этом примере перед атомами "A" и "B" следует поставить апострофы, показывающие системе, что здесь эти атомы не рассматриваются как переменные. Система перешла в режим обработки прерывания, выйти из которого можно с помощью Ctrl-D (одновременное нажатие).
[5]> (cons a 'b)
*** - EVAL: variable A has no value 1. Break [6]>3) [7]> (cons 'a 'b) (A . B) [8]>
Оперативную коррекцию можно делать без повторного набора текста строковым редактором. Стрелка вверх, предназначенная для перемещения курсора, здесь используется для перехода к ранее набранной строке.
[1]> (CONS 1 2) (1 . 2) [2]>4) (CONS 1 2)
Теперь эту строку можно подкорректировать:
[1]> (CONS 1 2) (1 . 2) [2]> (CONS 4 5)5) (4 . 5)
Можно пользоваться любым регистром при наборе имен, включая русский регистр.6) При выводе происходит сведение к заглавным буквам.
[1]> (cons 'ГОЛОВА 'хвост) (ГОЛОВА . ХВОСТ) [2]>
Пошаговое вычисление
В системе имеется функция "STEP", обеспечивающая пошаговую интерпретацию сложных выражений.
Унарная функция "STEP" выполняет пошаговую интерпретацию своего аргумента. Ее работа начинается с приглашения выбрать действие по управлению интерпретацией (см. таблицу):
[2]> (step (cons (car '(a . b)) 'd )) step 1 --> (CONS (CAR '(A . B)) 'D ) Step 1 [3]>
| Help | :h (or ?) | this command list |
| Полный список команд | ||
| Error | :e | Print the recent Error Message |
| Вывод последнего сообщения об ошибке | ||
| Continue | :c | continue evaluation |
| Продолжение вычислений | ||
| Step | :s | step into form: evaluate this form in single step mode |
| Продвижение к внутреннему подвыражению | ||
| Next | :n | step over form: evaluate this form at once |
| Вычисление данной формы сразу, полностью | ||
По действию "step" выбирается вычисление первого аргумента функции "CONS":
Step 1 [2]> (step (cons (car '(a . b)) 'd )) Step 1 --> (CONS (CAR '(A . B)) 'D ) Step 1 [3]> step Step 2 --> (CAR '(A . B)) Step 2 [4]>
Это же действие "step" теперь можно выбирать с помощью стрелки вверх:
Step 1 [2]> (step (cons (car '(a . b)) 'd)) Step 1 --> (CONS (CAR '(A . B)) 'D) Step 1 [3]> step Step 2 --> (CAR '(A . B)) Step 2 [4]> step1) Step 3 --> '(A . B) Step 3 [5]>
Теперь шаг за шагом смотрим как интерпретатор перебирает подвыражения и получает их значения:
(step (cons (car '(a . b)) 'd )) step 1 --> (CONS (CAR '(A . B)) 'D) Step 1 [15]> step step 2 --> (CAR '(A . B)) Step 2 [16]> step step 3 --> '(A . B) Step 3 [17]> step
step 3 ==> value: (A . B) step 2 ==> value: A step 2 --> 'D Step 2 [18]> step
step 2 ==> value: D step 1 ==> value: (A . D) (A . D) Step 1 [14]>
Сайты с Лисп-системами
Интернет-браузер на запрос "Lisp" даст многочисленные ссылки на сайты, среди которых можно найти следующее:
| http://lisp.narod.ru/ | Русскоязычный сайт для новичков с форумами и дискуссионными статьями. |
| http://www.dvo.ru/tech/lisp/index.html | Отсканированный текст известного двухтомника "Мир Лиспа" |
| http://langos.lrn.ru/langs/funclng.php | Материалы по языкам функционального программирования |
| http://www.intuit.ru/ | Сайт Интернет-Университета Информационных Технологий с большим числом дистанционных курсов по программированию |
| http://lists.unixcenter.ru/archives/mlug/2000-August/000232.html | Материалы сравнения Си с Лиспом |
| http://www.shareware-ownload.org/lisp.php | Бесплатные Lisp-системы. |
| http://ru.wikipedia.org/wiki/LISP/ | Статья про Лисп в электронной энциклопедии. |
| ftp://ftp.gnu.org/gnu/clisp/release/2.29/ | Сайт со свободно распространяемыми реализациями Clisp (clisp-2.29-win32.zip) |
| http://www.cs.cmu.edu/~dst/Lisp/ | Сайт CMU |
| http://penguin.kurgan.ru/doc/lisp.html | Про AutoLisp |
| http://www.ystok.ru/index.html | Сайт фирмы, использующей Лисп в качестве базовой технологии |
| http://www.marstu.mari.ru/mmlab/home/lisp/title.htm | Сайт Морозова с введением в программирование на Лиспе |
| http://vspu.ac.ru/~lmiker/5im/rezn.htm | Сайт Микеровой с учебником по Лиспу |
| Сайт Заочной школы программирования и Информационных технологий, включающий материалы по Лиспу |
Можно воспользоваться комплектом GNU Clisp, на базе которого подготовлены примеры в данного курса, выставленным на сайте http://green.iis.nsk.su/lisp
Установка Лисп-системы
Система программирования на языке Лисп представляет собой комплекс функций для обработки различных структур данных, включая многоуровневые списки, числа, строки, файлы и их имена. Программа на Лиспе может дополнять их комплекс. Функции встраиваются в систему как атомы, имеющие определения на уровне исполнимого кода или языка программирования. В систему входит компилятор, обеспечивающий перевод функций с уровня языка программирования на уровень исполнимого кода, поэтому нет формальной разницы между определениями разного уровня. В целом работа Лисп-системы обеспечивается интерпретатором, вычисляющим отдельные выражения, последовательность которых и есть программа.
Запуск Лисп-программ из файлов
Программа на Лиспе – это последовательность интерпретируемых выражений.
Представим, что подготовлен файл с именем "start.lsp":
; пример программы (defun первый (x) (car x)) ;; определение новой функции (print (первый '(one two))) ;; вывод результата применения новой функции
Расширение "lsp" символизирует тексты на Лиспе. В этом файле содержится программа с построчными комментариями. Комментарии отделяются от программы символом ";".
Defun – функция трех аргументов: первый – имя объявляемой новой функции, второй – список ее аргументов, третий – тело определения. Функция "Defun" встраивает в систему новую, определяемую в программе функцию.
Print – унарная псевдо-функция, печатающая свой аргумент.
Заранее подготовленный файл с программой можно ввести и сразу исполнить с помощью функции LOAD.
[1]> (LOAD 'start.lsp) T ONE [2]>
Перед именем файла ставится апостроф. Результат "T" означает, что чтение файла прошло успешно. При чтении файла произошла интерпретация содержащихся в нем выражений. Чтобы увидеть результаты работы программы здесь применение функции оформлено как аргумент псевдо-функции "PRINT".
На примерах видно, что символьное выражение может выглядеть как имя, число или круглоскобочная структура.
