LISP 中的原子是什么？

Question

我想清楚地了解一下，LISP 中的“Atom”是什么？ 由於 lispworks，“atom - 任何不是缺點的 object。”。 但是這個定義對我來說還不夠清楚。

例如，在下面的代碼中：

(cadr 
      (caddar (cddddr L)))

“L”是原子嗎？ 一方面，L 不是原子，因為它是 cons，因為它是列表（如果我們談論的是 object，它與符號 L 相關聯）。 另一方面，如果我們談論“L”本身（不是關於它的內容，而是關於符號“L”），它是一個原子，因為它不是一個缺點。

我試過將 function 稱為“原子”，

(atom L) => NIL
(atom `L) => T

但我仍然不知道......請幫忙！

所以最后一個問題：在上面的代碼中，“L”是不是原子？

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PS 我問這個問題是因為我大學的 LISP 課程，我們有一個“簡單表達式”的定義 - 它是一個表達式，它是一個或兩個原子參數的原子或 function 調用。 因此我想知道表達式(cddddr L)是否簡單，這取決於 'L' 是否是原子參數。

Answer 1

一方面，L 不是原子，因為它是 cons，因為它是列表（如果我們談論的是 object，它與符號 L 相關聯）。

您在這里談論的是正在執行的代碼的含義及其語義。 這里的L代表一個值，就是你測試中的一個列表。 在運行時，您可以檢查值並詢問它們的類型。

另一方面，如果我們談論“L”本身（不是關於它的內容，而是關於符號“L”），它是一個原子，因為它不是一個缺點。

在這里，您正在查看構成代碼語法的值的類型，以及在評估（或編譯）之前如何表示它。 您正在操縱一棵符號樹，其中一個是L 。 在源代碼中，這是一個符號。 除了作為一個名字之外，它本身沒有任何意義。

代碼就是數據

Lisp 可以很容易地使用語言本身的值來表示源代碼，並且可以很容易地一次操作代碼片段以構建稍后執行的代碼。 這通常被稱為同源性，認為這是一個有點敏感的詞，因為人們並不總是認為定義足夠精確以至於有用。 另一種說法是“代碼就是數據”，大多數語言設計者和程序員都會同意這一點。

Lisp 代碼可以在運行時構建如下（ >是 REPL 的提示符，后面是評估結果）：

> (list 'defun 'foo (list 'l) (list 'car 'l))
(DEFUN FOO (L) (CAR L))

結果形式恰好是有效的 Common Lisp 代碼，而不僅僅是一個通用的值列表。 如果您使用(eval *)評估它，您將定義一個名為FOO的 function，它采用某個列表L的第一個元素。

注意。 在 Common Lisp 中，星號*在 REPL 中綁定到成功返回的最后一個值。

通常你不會像那樣構建代碼，Lisp閱讀器會將 stream 個字符變成這樣一棵樹。 例如：

> (read-from-string "(defun foo (l) (car l))")
(DEFUN FOO (L) (CAR L))

但是在 REPL 中也隱含地調用了讀者（首字母縮寫詞中的 R）。

在這樣的符號樹中， L是一個符號。

測評model

當您在定義 FOO 后調用 function FOO時，您是在L綁定到某個值的上下文中評估FOO的主體。 評估一個符號的規則是查找它綁定的值，然后返回它。 這是代碼的語義，由運行時為您實現。

如果您使用的是簡單的解釋器，那么符號L可能會在運行時出現在某處，並且會查找它的綁定。 通常代碼不是那樣解釋的，可以在編譯期間以有效的方式對其進行分析和轉換。 編譯的結果這里可能不再操作符號了，它只是操作CPU寄存器和memory。

在所有情況下，此時詢問L的類型是根據語義的定義，只是詢問類型在它出現的上下文中綁定到L的任何值。

原子是任何不是cons cell的東西

實際上， atom的定義並不比這更復雜。 語言中不是cons-cell的值稱為原子。 這包括數字、字符串和一切。 有時你評估一棵恰好是代碼的符號樹，但同樣的規則適用。

簡單的表達

PS 我問這個問題是因為我大學的 LISP 課程，我們有一個“簡單表達式”的定義 - 它是一個表達式，它是一個或兩個原子參數的原子或 function 調用。 因此我想知道表達式 (cddddr L) 是否簡單，這取決於 'L' 是否是原子參數。

在該課程中，您正在編寫分析代碼的函數。 給你一個 Lisp 值，你必須決定它是否是一個簡單的表達式。

您對給定值的任何特定解釋不感興趣，在任何時候您都不會遍歷該值，查看一個符號並嘗試將其解析為一個值：您正在檢查語法是否是有效的簡單表達式.

另請注意，您課程中的定義可能與任何特定現有風格的定義略有不同（這不一定是 Common Lisp 或 Scheme，而是玩具 LISP 方言）。 優先遵循課程中的定義。

Answer 2

您的 Lisp 課程對“簡單表達式”的私人定義幾乎可以肯定是完全植根於語法的。 “原子參數”的概念意味着它不是復合表達式。 它可能與運行時值無關！

因此，我猜，這些是簡單的表達式：

(+ 1 2)
42
"abc"

而這些不是：

(+ 1 (* 3 4)) ;; (* 3 4) is not an atomic parameter
(+ a b c)     ;; parameters atomic, but more than two
(foo)         ;; not simple: fewer than one parameter, not "one or two"

鑒於最后一個反例，他們可能需要修改他們的定義。

Answer 3

假設我們有一個謂詞，它告訴我們 object 是否不是數字：

(not-number-p 3)               -> NIL
(not-number-p "string")        -> T
(let ((foo "another string))
  (not-number-p foo))          -> T
(not-number '(1 2 3))          -> T
(not-number (first '(1 2 3))   -> NIL

我們可以將其定義為：

(defun not-number-p (object)
  (not (numberp object))

以上與NUMBERP正好相反。

• NUMBERP -> T如果 object 是一個數字
• NOT-NUMBER-P -> NIL如果 object 是一個數字

現在想象我們有一個謂詞NOT-CONS-P ，它告訴我們 object 是否不是一個cons cell 。

(not-cons-p '(1 . 2))          -> NIL
(let ((c '(1 . 2)))
  (not-cons-p c))              -> NIL
(not-cons-p 3)                 -> T
(let ((n 4))
  (not-cons-p n))              -> T
(not-cons-p NIL)               -> T
(not-cons-p 'NIL)              -> T
(not-cons-p 'a-symbol)         -> T
(not-cons-p #\space)           -> T

function NOT-CONS-P可以定義為：

(defun not-cons-p (object)
  (if (consp object)
      NIL
      T))

或者更短：

(defun not-cons-p (object)
   (not (consp object))

function NOT-CONS-P在 Lisp 中傳統上稱為ATOM 。 在 Common Lisp 中，每個不是cons 單元的 object 都被稱為atom 。 function ATOM是一個檢查它的謂詞。

請參閱 Common Lisp HyperSpec： Function Atom

Answer 4

假設我們有一個謂詞，它告訴我們 object 是否不是數字：

(not-number-p 3)               -> NIL
(not-number-p "string")        -> T
(let ((foo "another string))
  (not-number-p foo))          -> T
(not-number '(1 2 3))          -> T
(not-number (first '(1 2 3))   -> NIL

我們可以將其定義為：

(defun not-number-p (object)
  (not (numberp object))

以上與NUMBERP正好相反。

• NUMBERP -> T如果 object 是一個數字
• NOT-NUMBER-P -> NIL如果 object 是一個數字

現在假設我們有一個謂詞NOT-CONS-P ，它告訴我們 object 是否不是CONS單元格。

(not-cons-p '(1 . 2))          -> NIL
(let ((c '(1 . 2)))
  (not-cons-p c))              -> NIL
(not-cons-p 3)                 -> T
(let ((n 4))
  (not-cons-p n))              -> T
(not-cons-p NIL)               -> T
(not-cons-p 'NIL)              -> T
(not-cons-p 'a-symbol)         -> T
(not-cons-p #\space)           -> T

function NOT-CONS-P可以定義為：

(defun not-cons-p (object)
  (if (consp object)
      NIL
      T))

或者更短：

(defun not-cons-p (object)
   (not (consp object))

function NOT-CONS-P在 Lisp 中傳統上稱為ATOM 。

在 Common Lisp 中，每個不是cons 單元的 object 都稱為atom 。 function ATOM是一個謂詞。

請參閱 Common Lisp HyperSpec： Function Atom

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你的問題：

(cadr  (caddar (cddddr L)))
Is 'L' an atom? 

我們怎么知道呢？ L是一個變量。 L的值是多少？

(let ((L 10))
  (atom L))            -> T

(let ((L (cons 1 2)))
  (atom L)             -> NIL

(atom l)回答了這個問題：

-> 是L一個原子的值

(atom l)沒有回答這個問題：

-> L是原子嗎？ L是一個變量，在 function 調用中， L的值被傳遞給 function ATOM 。

如果你想問符號L是否是一個原子，那么你需要引用符號：

(atom 'L)          -> T
(atom (quote L))   -> T

符號是原子。 實際上一切都是原子，cons cells除外。