🌿 引言
Roy Orbison的经典歌曲《Pretty Woman》唱道：“No one could look as good as you, mercy”。如果我们把这句话改编一下，大概也能形容Common Lisp的loop宏：“No one could look as complex as you, mercy”。确实，Common Lisp的loop宏既强大又复杂，初学者望而却步，老手也常常爱恨交加。但，正如那句老话所说：“熟能生巧”。今天，我们将一起走进这个充满魔力的世界，理解它的结构和美妙，并在最后聊聊format的神奇用法。
⚙️ Loop：循环的艺术
你可能听说过，loop宏是Common Lisp中最具争议的特性之一。有人称它为“代码炼金术”，因为它可以将复杂的迭代逻辑简化为简洁的表达式；也有人认为它丑陋，与Lisp的优雅相违背。不过，无论你站在哪一边，loop的确是一个值得掌握的工具。
让我们从loop的基本语法开始：
(loop
[ 设置循环 ]
do
[ 每次循环要做的事情 ]
)虽然这个结构看起来很简单，但别被它骗了，它能做的事情远不止这些。比如，loop可以像for循环一样使用：
(loop for N from 1 to 5 do (print N))👣 步进与集合遍历
在loop中，你可以定义循环变量的步进方式，例如：
for N from 1 to 5 by 2：每次步进2for N in '(1 2 3 4 5)：遍历列表for N across #(1 2 3 4 5)：遍历向量
这些功能让loop成为处理不同集合类型时极为灵活的工具。
🔄 条件与重复
有时候，我们希望循环在特定条件下执行，这就是“条件循环”的用武之地：
while：只要条件为真，循环继续until：直到条件为真，循环停止
(loop for y = 3 then (1- y) do (print y) until (= y 0))在这个例子中，循环从y = 3开始，每次减1，直到y等于0时停止。
🎯 收集与计算
loop不仅能执行操作，还能收集数据或进行计算。你可以使用以下关键词来收集或计算循环的结果：
collect：将每次循环的值收集到一个列表中sum：计算循环变量的总和maximize和minimize：查找最大或最小值count：计算循环次数
例如：
(loop for x from 1 to 5 sum x)这个循环将返回1到5的总和。
🎨 格式化：数据的艺术展示
如果说loop是Common Lisp的“硬核”特性，那么format则是它的“柔情一面”。format函数不仅能将数据转换为字符串，还能生成各种格式的输出。其基本语法如下：
(format stream control-string data1 data2…)其中，stream可以是t（表示标准输出），而control-string则是用于控制输出格式的指令。
当我们想输出简单的字符串时，可以这样做：
(format t "Hello, World!")这与(princ "Hello, World!")的效果相同。但format的强大之处在于它可以处理复杂的格式化需求。例如，~A指令可以将任何Lisp对象转换为字符串：
(format t "Hello ~A, Lisp is cool!" "David")输出结果为：
Hello David, Lisp is cool!💡 列表与递归格式化
format的另一个强大功能是处理列表。通过使用~{}指令，我们可以对列表中的每个元素进行格式化：
(format t "~{Element of List: ~A
输出结果为：
Element of List: 1
Element of List: 2
Element of List: 3
Element of List: 4
这非常适合在处理数据结构时生成漂亮的输出。让我们逐步分析这段Common Lisp代码：
背景介绍
format是Common Lisp中的一个强大的输出格式化函数，能够根据给定的格式字符串输出文本。它可以将数据以多种方式格式化，并且支持复杂的格式控制。
逐行解释
(format t ...):
format函数的第一个参数t表示输出到标准输出（通常是控制台）。如果你想将输出保存到字符串中，可以使用nil或其他输出流。
"~{Element of List: ~A
- 这是格式字符串，包含了格式控制符。
~{ ... ~}: 这是一个循环格式控制符，表示对后面的列表进行迭代处理。Element of List:: 在每次迭代中，这个字符串将与列表中的每个元素一起输出。~A: 这是一个格式控制符，表示以“人类可读”的格式输出其后面的参数（在这里是列表中的元素）。
'(1 2 3 4):
- 这是一个列表，包含数字1、2、3和4。单引号（
'）表示这是一个常量列表，而不是一个表达式。
整体功能
将这整段代码结合起来，它的作用是遍历列表'(1 2 3 4)，对每个元素执行格式化输出，输出结果如下：
Element of List: 1
Element of List: 2
Element of List: 3
Element of List: 4难点和要点讲解
- 循环格式控制符
~{ ... ~}: - 这个控制符允许我们对列表的每个元素执行相同的格式化操作，非常适合在输出时需要重复模式的场景。
- 输出控制符的组合使用:
~A和- 列表的处理:
- Common Lisp对列表的处理非常灵活，使用单引号定义常量列表让我们能够方便地直接使用和输出。
📚 结论
通过这篇文章，我们浅尝了Common Lisp中两个最具代表性的特性：loop和format。它们一个是功能强大的循环控制工具，另一个则是灵活的格式化输出利器。虽然它们最初看起来可能让人望而生畏，但一旦掌握，它们将成为你编程工具箱中不可或缺的利器。
对于那些对loop和format感兴趣的读者，我强烈推荐进一步阅读相关文档和在线资源。正如Roy Orbison所唱的：“No one could look as good as you, mercy”，这些工具也是如此——一旦你理解了它们的美妙之处，你就会发现它们的无穷魅力。
📖 参考文献
- Common Lisp Loop Tutorial
- Common Lisp Format Reference
- The CLHS pages on Format
- Jean-Philippe Paradis, Hexstream
面向记忆的学习材料
帮助用户快速学习并记住Common Lisp中Loop和Format的基本用法和概念。
知识点： Loop的基本结构 知识点： Loop的For样式循环 知识点： Loop的While/Until样式循环 知识点： Loop的Repeat用法 知识点： Loop的条件语句 知识点： Loop的真/假条件 知识点： Loop的Initially/Finally 知识点： Loop的解构 知识点： Loop的收集关键字 知识点： Loop的变量声明 知识点： Format函数的基本语法 知识点： Format的流参数 知识点： Format的基本指令 知识点： Format的~A指令 知识点： Format的列表处理 知识点： Format的数值格式化 知识点： Format的条件指令 知识点： Format的递归处理 知识点： Format的大小写转换 本学习材料涵盖了Common Lisp中Loop和Format的基本概念和用法。Loop宏是一个强大的迭代工具，提供了多种循环方式，包括For样式、While/Until样式、条件循环等。它还支持数据收集、变量声明和解构绑定等高级特性。Format函数是Lisp中通用的数据到字符串的转换工具，提供了丰富的指令来控制输出格式，包括基本的字符串插入、数值格式化、列表处理和条件输出等。掌握这些工具将大大提高你的Lisp编程效率和代码可读性。
题目： 以下哪个是Loop宏的基本结构？
选项：
A) (loop [设置循环] collect [每次执行的操作])
B) (loop [设置循环] do [每次执行的操作])
C) (loop [设置循环] repeat [每次执行的操作])
D) (loop [设置循环] for [每次执行的操作])
题目： 以下哪个不是Loop中For样式循环的正确用法？
选项：
A) for N from 1 to 5
B) for N in '(1 2 3 4 5)
C) for N across #(1 2 3 4 5)
D) for N between 1 and 5
题目： 以下哪个是Loop中While样式循环的正确用法？
选项：
A) for N = X then Z while (condition) do (body)
B) for N = X then Z until (condition) do (body)
C) while N = X then Z do (body)
D) until N = X then Z do (body)
题目： 如何使用Loop的repeat关键字重复执行5次操作？
选项：
A) (loop repeat 5 do (print "Hello"))
B) (loop 5 times do (print "Hello"))
C) (loop for i in 1 to 5 do (print "Hello"))
D) (loop while i < 5 do (print "Hello"))
题目： 以下哪个不是Loop中的条件语句？
选项：
A) if (condition) do (body) else do (body) end
B) when (condition) do (body) end
C) unless (condition) do (body) end
D) do (body) until (condition) end
题目： 哪个Loop关键字用于检查循环中是否存在满足条件的情况？
选项：
A) always
B) never
C) thereis
D) sometimes
题目： 如何在Loop循环开始前执行一些代码？
选项：
A) before (body)
B) start (body)
C) initially (body)
D) begin (body)
题目： 以下哪个是Loop中正确的解构绑定用法？
选项：
A) (loop for (a b) of '((1 2) (3 4) (5 6)) do (print (list a b)))
B) (loop for (a b) from '((1 2) (3 4) (5 6)) do (print (list a b)))
C) (loop for (a b) in '((1 2) (3 4) (5 6)) do (print (list a b)))
D) (loop for (a b) = '((1 2) (3 4) (5 6)) do (print (list a b)))
题目： 以下哪个不是Loop中的数据收集关键字？
选项：
A) collect
B) append
C) nconc
D) gather
题目： 如何在Loop中声明一个新的循环变量？
选项：
A) declare new-loop-var
B) let new-loop-var
C) with new-loop-var
D) var new-loop-var
题目： Format函数的基本语法是什么？
选项：
A) (format stream control-string data1 data2…)
B) (format control-string stream data1 data2…)
C) (format data1 data2… control-string stream)
D) (format data1 data2… stream control-string)
题目： 在Format函数中，如果想要返回格式化后的字符串而不是直接输出，stream参数应该设置为什么？
选项：
A) t
B) nil
C) string
D) return
题目： 在Format函数中，哪个指令用于插入换行符？
选项：
A) ~N
B) ~L
C)
题目： Format函数中的~A指令的作用是什么？
选项：
A) 将参数转换为ASCII码
B) 将参数转换为数组
C) 将任何Lisp类型转换为其打印表示
D) 将参数转换为地址
题目： 在Format函数中，如何处理列表中的每个元素？
选项：
A) 使用~L…~L指令
B) 使用~E…~E指令
C) 使用~{…~}指令
D) 使用~[…~]指令
题目： 在Format函数中，哪个指令用于以固定小数位数格式化浮点数？
选项：
A) ~D
B) ~F
C) ~E
D) ~G
题目： Format函数中，哪个指令用于根据参数值选择不同的输出格式？
选项：
A) ~{…~}
B) ~[…~]
C) ~(…)
D) ~<…~>
题目： 在Format函数中，如何递归处理嵌套的列表结构？
选项：
A) 使用~{~{…~}~}
B) 使用~[~[…~]~]
C) 使用~(~(…~)~)
D) 使用~<~<…~>~>
题目： 在Format函数中，哪个指令用于将输出转换为大写？
选项：
A) ~U
B) ~C
C) ~:@(
D) ~S
正确答题： C总结
参考文献