🚀 引言：从排队到映射

从我们小时候开始，就被教导要排队：排队买东西、排队进场、排队离场，甚至排队做火灾演习。无论我们是否喜欢， “排队” 都是高效处理信息的方式。而在编程世界里，序列（sequence） 就像排队一样，是整理和处理数据的常见方式。

但你有没有想过，如果我们能对每个人进行某种变换，比如给每个人发一顶帽子，或者给每个人贴一个标签？这就是函数映射（mapping） 的精髓：给序列中的每个元素应用一个函数，然后返回一个新序列。Common Lisp中的map函数，正是这张带你探索序列的“地图”。

🗺️ 函数映射：让Lisp带你游览序列

在Lisp中，map函数是一个多才多艺的导游。它可以带你走遍各种序列，还能灵活地帮你为每个元素进行“个性化处理”。就像《Maroon 5》的歌词那样，map函数总会将你带到目的地。

(map 'list (lambda (item) (format nil "'~A'" item)) '(a b c))
=> ("'A'" "'B'" "'C'")

在上面的例子中，map函数就像一个导游，它带着我们走过'(a b c)这个列表，并对每个元素应用了一个lambda函数，最终返回了一个新的列表。这个过程就像是给每个元素打了个标签，然后将打了标签的元素整齐地排成一排，回馈给你。

(map result-type function sequence)

🧳 不同的行李箱：序列类型的选择

有意思的是，map函数不仅限于列表，它还能带你游览不同的数据结构。比如，你可以让它帮你打包成一个向量（vector）：

(map 'vector (lambda (item) (format nil "'~A'" item)) '(a b c))
=> #("'A'" "'B'" "'C'")

这就像是导游问你：“你喜欢用背包还是行李箱呢？” 不管选择哪种方式，map函数都会帮你把行李整理得井井有条。

🎯 多个序列：并行处理的妙招

有时候，我们的任务不止一个序列。比如说，你同时有一列名字和一列编号，想要把它们合在一起。这时，map函数可以同时处理多个序列，并且会根据最短的序列来决定遍历的次数：

(map 'list (lambda (item1 item2) (format nil "'~A' ~A" item1 item2)) '(a b c) #(1 2 3 4))
=> ("'A' 1" "'B' 2" "'C' 3")

这就像是有两队人在排队，map导游会让每队的第一个人同时上车，直到其中一队的人走完为止。最后，你得到的结果是每对人都被一一匹配并处理了。

🗑️ map的轻装上阵：返回类型为nil

有时，导游并不关心结果，只想走个流程。这时候你可以用nil作为返回类型，表示“只管做，不管结果”。这就是Lisp中的map函数返回nil时的表现：

(map 'nil (lambda (item) (format nil "'~A'" item)) '(a b c))
=> nil

这就像导游带你游览了一圈，虽然你看到了所有景点，但你并没有带回任何纪念品。

🐢 深入列表的秘密：mapcar、maplist的魔法

除了map，Lisp里还有几位更为专注的导游，比如mapcar和maplist。它们在处理列表时有各自的独特风格：

mapcar：每次迭代时处理列表的第一个元素（即car）。

  (mapcar (lambda (item) (format nil "'~A'" item)) '(a b c))
  => ("'A'" "'B'" "'C'")

就像是在每个景点挑选最有代表性的部分来讲解，mapcar只会关注当前元素。

maplist：每次迭代时处理整个子列表（即cdr）。

  (maplist (lambda (item) (format nil "'~A'" item)) '(a b c))
  => ("'(A B C. '" "'(B C)'" "'(C)'")✅

这就好比导游不仅告诉你某个景点的故事，还会带你了解接下来所有景点的背景。

🧩 寻找宝藏：find与position

除了 map 系列导游，Lisp 还有一位擅长寻宝的“侦探”：find。它能帮助你在序列中找到某个特定元素，就像在沙漠中寻找宝藏一样：

(find 3 '(1 2 3 4))
=> 3

find-if 和 find-if-not 则可以使用谓词函数进行条件搜索：

(find-if #'oddp '(2 4 3 5))
=> 3

如果你更关心宝藏的位置而不是它本身，那么position函数就是你的不二选择：

(position 3 '(1 2 3 4))
=> 2

这就像是在地图上标记出宝藏的确切位置，从而为之后的行动做好准备。

📊 数据可视化：使用Mermaid展示映射逻辑

为了更好地理解map函数的工作原理，我们可以用Mermaid图表来可视化它的映射过程。下图展示了如何将一个函数应用到每个序列元素上，并将结果返回：

graph TD
    A[输入序列] -->|应用函数| B[处理序列]
    B --> C[输出序列]

这个过程简单却强大，正是map函数的核心功能。

🎉 结论：Lisp的映射世界

正如我们一路游览的那样，Lisp中的map函数及其家族成员为我们提供了一种灵活而高效的方式来处理序列。不管你是想对每个元素打标签，还是想同时处理多个序列，map都能提供帮助。而find和position这样的函数则让我们在序列中找到特定的“宝藏”，无论是值还是位置。

所以，下次当你面对一大堆排队等候的数据时，记得叫上Lisp的“导游”们，它们会带你顺利完成这场奇妙的映射之旅。

面向记忆的学习材料

快速学习并记住Common Lisp中关于映射（Mapping）和查找（Find）函数的内容。

知识点： map函数的基本用法
题目： 在Common Lisp中，map函数的主要作用是什么？
选项：
A. 对列表进行排序✅
B. 在序列中查找元素✅
C. 对序列中的每个元素应用一个函数✅
D. 创建新的序列类型✅

正确答案： C

解析： map函数在Common Lisp中用于对序列（如列表或向量）中的每个元素应用一个指定的函数。它可以处理一个或多个序列，并根据指定的返回类型收集结果。

速记提示： “MAP”是”Make Applied Processing”的缩写，意味着对每个元素进行应用处理。

知识点： map函数的返回类型
题目： 在使用map函数时，如何指定返回结果的类型？
选项：
A. 通过函数名指定✅
B. 通过第一个参数指定✅
C. 通过最后一个参数指定✅
D. 不需要指定，自动推断✅

正确答案： B

解析： 在使用map函数时，第一个参数用于指定返回结果的类型。例如，’list表示返回列表，’vector表示返回向量。如果不需要收集结果，可以使用nil。

速记提示： “First for Format”，第一个参数决定格式（返回类型）。

知识点： map函数处理多个序列
题目： 当map函数处理多个序列时，迭代次数如何确定？
选项：
A. 由第一个序列的长度决定✅
B. 由最长序列的长度决定✅
C. 由最短序列的长度决定✅
D. 由用户指定的次数决定✅

正确答案： C

解析： 当map函数处理多个序列时，迭代次数由最短序列的长度决定。这确保了函数不会尝试访问不存在的元素。

速记提示： “Shortest Sequence Sets Speed”，最短序列设置速度（迭代次数）。

知识点： mapcar函数的特点
题目： mapcar函数与map函数的主要区别是什么？
选项：
A. mapcar只能处理列表✅
B. mapcar总是返回向量✅
C. mapcar不需要指定返回类型✅
D. mapcar只能处理单个元素✅

正确答案： C

解析： mapcar是专门用于处理列表的函数，它的主要特点是不需要像map那样指定返回类型。mapcar总是返回一个新的列表，其中包含应用函数后的结果。

速记提示： “Car Carries Automatically”，car（列表的首元素）自动携带结果类型。

知识点： maplist函数的特点
题目： 在使用maplist函数时，每次迭代处理的是什么？
选项：
A. 列表的第一个元素✅
B. 列表的最后一个元素✅
C. 列表的所有元素✅
D. 列表的剩余部分（cdr）✅

正确答案： D

解析： maplist函数在每次迭代时处理的是列表的剩余部分（cdr）。这意味着第一次迭代处理整个列表，第二次处理除第一个元素外的剩余列表，依此类推。

速记提示： “List the Remaining”，列出剩余部分。

知识点： mapc和mapl函数的特点
题目： mapc和mapl函数与mapcar和maplist的主要区别是什么？
选项：
A. 处理的数据类型不同✅
B. 返回值总是nil✅
C. 不能使用lambda表达式✅
D. 只能处理单个列表✅

正确答案： B

解析： mapc和mapl函数在功能上类似于mapcar和maplist，但它们的主要区别在于返回值。无论函数如何处理列表元素，mapc和mapl总是返回nil。这些函数通常用于其副作用，而不是为了收集结果。

速记提示： “C and L lead to Nil”，C和L. ��mapc和mapl）导向nil。✅

知识点： mapcan和mapcon函数的特点
题目： mapcan和mapcon函数与mapcar和maplist的主要区别是什么？
选项：
A. 它们使用nconc收集结果✅
B. 它们只能处理数字✅
C. 它们返回原始列表✅
D. 它们不接受自定义函数✅

正确答案： A

解析： mapcan和mapcon函数与mapcar和maplist类似，但它们使用nconc（破坏性连接）来收集结果，而不是创建新的列表。这意味着它们可以更高效地处理大量数据，但也可能修改原始数据结构。

速记提示： “CAN and CON Concatenate”，CAN和CON（mapcan和mapcon）连接（使用nconc）。

知识点： find函数的基本用法
题目： find函数在Common Lisp中的主要作用是什么？
选项：
A. 查找序列中的特定元素✅
B. 查找序列中的最大值✅
C. 查找序列中的最小值✅
D. 查找序列中的重复元素✅

正确答案： A

解析： find函数在Common Lisp中用于在给定的序列中查找特定的元素。如果找到了匹配的元素，它会返回该元素；如果没有找到，则返回nil。

速记提示： “Find Finds Familiar”，find找到熟悉的（特定的元素）。

知识点： find-if和find-if-not函数
题目： find-if和find-if-not函数与find函数的主要区别是什么？
选项：
A. 它们只能用于列表✅
B. 它们使用谓词函数进行测试✅
C. 它们总是返回布尔值✅
D. 它们查找多个元素✅

正确答案： B

解析： find-if和find-if-not函数与find函数的主要区别在于它们使用谓词函数（predicate function）来测试每个元素。谓词函数返回nil表示假，任何其他值表示真。这允许更灵活的查找条件。

速记提示： “If for Intelligent Finding”，if用于智能查找（使用谓词函数）。

知识点： position函数的作用
题目： position函数在Common Lisp中的主要作用是什么？
选项：
A. 返回序列中元素的数量✅
B. 返回序列中元素的索引位置✅
C. 返回序列中的最后一个元素✅
D. 返回序列中的第一个元素✅

正确答案： B

解析： position函数在Common Lisp中用于查找指定元素在序列中的索引位置。如果找到元素，它返回该元素的0基索引；如果没有找到，则返回nil。这个函数类似于find，但返回的是位置而不是元素本身。

速记提示： “Position Points to Place”，position指向位置。

知识点： position-if和position-if-not函数
题目： position-if和position-if-not函数与position函数的关系是什么？
选项：
A. 它们返回多个位置✅
B. 它们只用于向量✅
C. 它们使用谓词函数进行测试✅
D. 它们返回元素而不是位置✅

正确答案： C

解析： position-if和position-if-not函数与position函数的关系类似于find-if和find-if-not与find的关系。它们使用谓词函数来测试序列中的每个元素，返回第一个使谓词函数返回真（对于position-if）或假（对于position-if-not）的元素的位置。

速记提示： “If Positions with Predicates”，if版本的position使用谓词函数。

知识点： map函数的多序列处理
题目： 当map函数处理多个序列时，lambda表达式的参数如何对应？
选项：
A. 随机对应✅
B. 按序列顺序一一对应✅
C. 只对应第一个序列✅
D. 根据元素类型对应✅

正确答案： B

解析： 当map函数处理多个序列时，lambda表达式的参数按照序列的顺序一一对应。例如，如果有两个序列，lambda表达式应该有两个参数，第一个参数对应第一个序列的元素，第二个参数对应第二个序列的元素。

速记提示： “Parameters Parallel Sequences”，参数与序列平行对应。

知识点： map函数的返回值处理
题目： 如果在map函数中指定返回类型为nil，会发生什么？
选项：
A. 函数会报错✅
B. 返回原始序列✅
C. 返回空列表✅
D. 丢弃lambda表达式的结果✅

正确答案： D

解析： 当在map函数中指定返回类型为nil时，lambda表达式仍然会应用于每个元素，但其结果会被丢弃。这种用法通常用于执行副作用（如打印），而不关心收集结果。

速记提示： “Nil Nullifies Nabbing”，nil使得抓取（结果）无效。

知识点： find函数的返回值
题目： 当find函数在序列中找不到指定元素时，会返回什么？
选项：
A. 0✅
B. false✅
C. nil✅
D. 一个错误✅

正确答案： C

解析： 当find函数在序列中找不到指定的元素时，它会返回nil。在Common Lisp中，nil既表示”假”，也表示空列表。这个设计允许函数调用者轻松地检查是否找到了元素。

速记提示： “Not found? Nil for Now”，没找到？现在就是nil。

知识点： mapcar函数的列表处理
题目： mapcar函数在处理列表时，对每个元素做什么操作？
选项：
A. 返回元素本身✅
B. 返回元素的car部分✅
C. 对元素应用指定的函数✅
D. 返回元素的cdr部分✅

正确答案： C

解析： mapcar函数在处理列表时，会对列表中的每个元素应用指定的函数。这个函数可以是内置函数、自定义函数或lambda表达式。mapcar返回一个新列表，其中包含应用函数后的结果。

速记提示： “Car Carries and Converts”，car携带并转换每个元素。

知识点： find-if函数的使用场景
题目： find-if函数最适合用于什么场景？
选项：
A. 查找特定的数值✅
B. 查找满足特定条件的元素✅
C. 查找列表中的最后一个元素✅
D. 查找列表中的重复元素✅

正确答案： B

解析： find-if函数最适合用于查找满足特定条件的元素。它允许你提供一个谓词函数，该函数定义了你要查找的元素应满足的条件。这使得find-if非常灵活，可以用于各种复杂的查找场景。

速记提示： “If Finds when Conditions Fit”，if在条件符合时找到元素。

知识点： position函数的索引特性
题目： 在Common Lisp中，position函数返回的索引从几开始？
选项：
A. 从-1开始✅
B. 从0开始✅
C. 从1开始✅
D. 取决于序列类型✅

正确答案： B

解析： 在Common Lisp中，position函数返回的索引是从0开始的。这意味着序列中的第一个元素的位置是0，第二个是1，依此类推。这与许多编程语言的惯例一致，有助于在数组和其他索引结构中直接使用返回的位置。

速记提示： “Position Points from Point Zero”，position从零点开始指向。

知识点： map函数的通用性
题目： 以下哪种数据结构不能直接用于map函数？
选项：
A. 列表✅
B. 向量✅
C. 字符串✅
D. 哈希表✅

正确答案： D

解析： map函数可以处理任何类型的序列，包括列表、向量和字符串。然而，哈希表不是序列类型，因此不能直接用于map函数。如果需要对哈希表进行类似的操作，需要使用专门的函数如maphash。

速记提示： “Map Manages Sequences, not Hashes”，map管理序列，不管理哈希表。

知识点： lambda表达式在map函数中的应用
题目： 在map函数中使用lambda表达式的主要优点是什么？
选项：
A. 提高程序运行速度✅
B. 减少内存使用✅
C. 允许定义临时的、匿名的函数✅
D. 使代码更短✅

正确答案： C

解析： 在map函数中使用lambda表达式的主要优点是允许定义临时的、匿名的函数。这种方法非常灵活，可以直接在map调用中定义复杂的操作，而不需要单独定义一个命名函数。这对于一次性使用的简单操作特别有用。

速记提示： “Lambda Lets Anonymous Actions”，lambda允许匿名操作。

知识点： find-if-not函数的特性
题目： find-if-not函数与find-if函数的关系是什么？
选项：
A. 它们是完全相同的函数✅
B. find-if-not返回不满足条件的第一个元素✅
C. find-if-not只用于数值比较✅
D. find-if-not总是返回最后一个元素✅

正确答案： B

解析： find-if-not函数与find-if函数的关系是相反的。while find-if返回第一个使谓词函数返回true的元素，find-if-not返回第一个使谓词函数返回false的元素。这提供了一种灵活的方式来查找不满足特定条件的元素。

速记提示： “Not Finds the First False”，not找到第一个假（不满足条件的元素）。

总结

本学习材料涵盖了Common Lisp中映射（Mapping）和查找（Find）函数的核心概念和用法。主要内容包括：

map函数的基本用法、返回类型指定和多序列处理。
专门用于列表的映射函数：mapcar、maplist、mapc、mapl、mapcan和mapcon。
查找函数：find、find-if和find-if-not的使用方法和特点。
位置查找函数：position、position-if和position-if-not的应用。
lambda表达式在这些函数中的应用。

这些函数为处理序列和列表提供了强大而灵活的工具。map系列函数允许对序列中的每个元素应用操作，而find和position系列函数则用于在序列中查找特定元素或满足特定条件的元素。理解和灵活运用这些函数可以大大提高编程效率和代码质量。

参考文献

Common Lisp – The Tutorial Part 10.pdf
https://github.com/rabbibotton/clog/blob/main/LEARN.md
Common Lisp: A Gentle Introduction to Symbolic Computation by David S. Touretzky✅