💫 闭包、循环与字符串:Lisp世界的冒险之旅


“生活有时像个圈,但在Lisp的宇宙中,圈圈转动时,奇妙的冒险才刚刚开始。”
——《Lisp 冒险指南》,第7章

🌀 闭包:函数的记忆宫殿

闭包是编程世界里的一个奇妙概念,在Lisp中,它像是一个让函数“记住”过去的魔法师。想象一下,你在做一个魔术箱,每次打开它,里面都能出现不同的东西,而这些东西总是和你之前放进去的有关。闭包就是这样一个“记忆箱”。

🧠 词法作用域与闭包的魔法

让我们从一个简单的例子开始:

(defun my-adder (grow-by)
  (let ((sum 0))
    (lambda ()
      (incf sum grow-by))))

在这个例子中,my-adder 是一个生成“加法器”的“工厂函数”。而lambda表达式则是那个藏着魔法的地方,它可以记住sum的状态,即使my-adder的执行上下文已经消失。

当我们调用my-adder时,它会返回一个闭包,而这个闭包不仅仅是一个普通的函数,它还带着sum的记忆。于是,当我们多次调用生成的闭包时,sum会随着它的“历史”不断增长:

(defvar *two-counter* (my-adder 2))
(funcall *two-counter*) ; => 2
(funcall *two-counter*) ; => 4

每调用一次,sum都会累加2,闭包悄悄地记住了前一次的结果。是不是有点像你每次去冰箱拿吃的,冰箱总能记住你上次吃了什么?

🔄 循环:Lisp的旋转木马

Lisp中的循环简直就是编程界的旋转木马。你以为它只是原地打转?不不不!它每转一圈都能带你发现新风景。

🎠 Loop:永不停息的循环

首先介绍一下Lisp的loop,它是个拥有自己“语言”的循环工具。乍一看,它可能有点像个无尽的旋转木马:

(let ((n 0))
  (loop
    (princ ".")
    (if (> n 10)
        (return n)
        (incf n))))

上面的代码会在屏幕上不停地打印.,直到n大于10为止。每次loop转动,就好像你坐在木马上,随着音乐“咚咚咚”地前进。

Dotimes:数数游戏

如果你只是想数数,那dotimes是你的好伙伴:

(dotimes (n 10)
  (princ "."))

这段代码会打印10个点,每次循环n的值都会从0加到9。你可以把它想象成一个倒计时器,数到“10”时,游戏结束。

🧩 Dolist:列表的漫游者

有时候,你可能想要在一个列表中漫步,dolist就是为此而生的:

(dolist (n '(1 2 3 4 5))
  (princ n))

这段代码会依次输出列表中的每个元素,仿佛你在一个展览馆中,逐一欣赏墙上的每一幅画。

🎮 Do:多任务处理的高手

如果你是个多任务处理的高手,那么do循环一定能让你感到心满意足。它可以同时处理多个变量,像这样:

(do ((x 1 (+ x 1))    ; 第一个循环变量
     (y 10 (- y 1)))   ; 第二个循环变量
    ((> x 10))         ; 终止条件
  (princ x)
  (princ " - ")
  (princ y)
  (terpri))

这个循环在x增加的同时,y逐渐减少,直到x大于10时循环停止。就好像你在玩一个双人游戏,一个人向前跑,另一个人向后退。

🔠 字符串:Lisp的字符魔法

Lisp中的字符串操作也是一门很有趣的魔法。字符串不仅仅是字符的集合,它们还可以被像数组一样操作。

🪄 常用的字符串咒语

在Lisp里,这些字符串操作符就像魔法咒语一样:

(length "Lisp")          ; 返回字符串的长度
(string-upcase "Lisp")    ; 将字符串转换为大写 "LISP"
(string-downcase "LISP")  ; 将字符串转换为小写 "lisp"
(subseq "magical" 0 3)    ; 获取子字符串 "mag"
(concatenate 'string "magic" "al") ; 字符串拼接 "magical"

你可以用这些咒语轻松地操控字符串。比如,concatenate 可以将两个字符串合并为一个,就像用胶水粘合两块拼图。

🎭 字符与字符串的转换

在Lisp中,字符和字符串之间的转换也十分简单:

(char "magic" 0)         ; 获取第一个字符 #\m
(setf (char "magic" 0) #\M. ; 改变第一个字符为 #\M

这就像你可以随意调整一段话中的某个字母,而不需要重新写整个句子。

🤓 结语:Lisp的魅力无穷

从闭包的记忆宫殿,到循环的旋转木马,再到字符串的字符魔法,Lisp无疑是一个充满奇妙工具和概念的编程语言。它不仅历史悠久而且功能强大,Lisp中那些看似简单的语法糖背后,蕴含着深厚的数学与计算机科学基础。

所以,如果你还没试过Lisp,何不乘上这个旋转木马,体验一下编程世界中的这场奇幻冒险呢?


📚 参考文献

  1. McCarthy, J. (1960). Recursive Functions of Symbolic Expressions and Their Computation by Machine. Communications of the ACM.
  2. Botton, R. (2023). Clog: Learn Lisp the Fun Way. GitHub Repository. https://github.com/rabbibotton/clog
0 0 投票数
Article Rating
订阅评论
提醒
0 评论
最多投票
最新 最旧
内联反馈
查看所有评论
人生梦想 - 关注前沿的计算机技术 acejoy.com
0
希望看到您的想法,请您发表评论x