“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
- McCarthy, J. (1960). Recursive Functions of Symbolic Expressions and Their Computation by Machine. Communications of the ACM.
- Botton, R. (2023). Clog: Learn Lisp the Fun Way. GitHub Repository. https://github.com/rabbibotton/clog