Учебник по Lisp (Материалы к экзамену и коллоквиумам 2013-го года), страница 13

Это преобразующая список функция, котораяпреобразует копию своего аргумента, реорганизуя подструктуруABCв структуру из тех же атомов:34ABCВышеприведнное определение функции делает это созданием новой структуры и используетдля этого четыре cons. Из-за того, что в оригинале только три слова, по крайней мере одинcons необходим, а grp можно переписать с помощью rplaca и rplacd.Изменение состоит в следующем:ABCBПусть новое машинное слово строится как (cons (cadr x) (cddr x)) . Тогда указатель нанего заготавливает форма:(rplaca (cdr x) (cons (cadr x) (cddr x)))Другое изменение состоит из удаления указателя из второго слова на третье.

Оноделается как (rplaca (cdr x) NIL).Новое опреление функции pgrp можно определить как соотношение:(pgrp x) = (rplacd (rplaca (cdr x) (cons (cadr x) (cddr )x))) NIL)Функция pgrp используется в сущности ради ее действия. Ее значением,неиспользуемым, является подструктура ((B C)). Поэтому необходимо, чтобы pgrpвыполнялось, а ее значение игнорировалось.Расширенный деструктивными функциями Лисп хорошо приспособлен к оптимизациипрограмм. Любые совпадающие подвыражения можно локализовать и вынести за скобки.Выводы:-При реализации языка программирования происходит его расширение с цельюповышения практичности программирования.Стандартные, операторно-процедурные построения моделируются с помощью функций.35-Списки свойств атомов обеспечивают прямой доступ к значениям и определениям, атакже к произвольным свойствам, как встроенным, так и программируемым.Деструктивные операции могут дать большую эффективность вычислений ценойнадежности программирования.Автоматическое перераспределение памяти позволяет программисту не отвлекатьсяот решения своих задач на технические проблемы.3610.

Парадигмы программированияСредства и методы программирования на Лиспе образуют два слоя. Глубинный слой локальное программирование, нацеленное на определение:- строгих функций,- безотходных структур данных,- регулярных отображений,- средств управления вычислениями.Внешний слой - функциональное моделирование практичных парадигмпрограммирования:-прототипы и макеты программ,интеграция разных стилей и методов программирования,экспериментальное программирование,проверка новых идей и подходов к организации информационных систем.Стиль разработки программ на Лиспе, получивший название "функциональноепрограммирование" (ФП), воспринят многими языками программирования с общей логикойуточнения решаемых задач и обобщения решений на основе выбранных специальнобазовых конструкций:1) Базовые конструкции определяются как строгие функции.2) При необходимости выполняются преобразования программ, (компиляция, оптимизацияи т.п.) для улучшения эксплуатационных характеристик, связанных с процессамиисполнения программ.3) Важный критерий качества ФП - полнота системы функций и универсальностьопределений для синтаксически управляемой обработки данных функциями высокихпорядков (компилятор и т.п.), что существенно повышает надежность программирования.4) Разработка ИС средствами ФП успешно выполняет роль прототипа для реализациидругими, более привычными, средствами.Отправляясь от однозначных функций, мы разрешили предельно широкое толкованиепонятия “значение”, включающее понятие “структура данных” и “функция”.1) Ориентируясь на рекурсивные определения функций, мы ввели несложную схему,достаточно удобную для построения формул, задающих функциональные определения.

Вкачестве примера рассмотрен элементарный Лисп.2) Представления функций отображены на множество списков и атомов и определенауниверсальная функция, по списочному представлению функции и ее аргументов строящаяее результат.373) Изучено расширение функционального языка, достаточное для стандартногопрограммирования, естественного для привычных задач.Конструирование функций средствами чистого Лиспа доставляет интеллектуальноеудовольствие, оно сродни решению математических головоломок. В этом исключительномощном языке не только реализованы основные средства, обеспечившие практичность ирезультативность функционального программирования, но и впервые опробован целый рядпоразительно точных построений, ценных как концептуально, так и методически иконструктивно, понимание и осмысление которых слишком отстает от практики применения.Понятийно-функциональный потенциал языка Lisp 1.5 в значительной мере унаследованстандартом Common Lisp, но не все идеи получили достойное развитие.

Возможно это делобудущего - для нового поколения системных программистов, но это уже другая история.По мере накопления опыта реализации Лиспа и других языков сформированы обширныебиблиотеки функций, весьма эффективно поддерживающих обработку основных структурданных - списков, векторов, множеств, хэш-таблиц, а также строк, файлов, директорий,гипертекстов, изображений. Существенно повысилась результативность системных решенийв области работы с памятью, компиляцией, манипулирования пакетами функций и классамиобъектов.

Все это доступно в современных системах, таких как GNU Clisp, Python, CMUCL идр., основная проблема при изучении которых – слишком много всего, разбегаются глаза,трудно выбрать первоочередное. Все это превращает любой диалект Лиспа в практичныйинструментарий, обладающий интересными перспективами.Результативность идей Лиспа подтверждена самой историей развития его диалектов иродственных ему языков программирования.

(Pure Lisp, Lisp 1.5, Lisp 2, Interlisp,CommonLisp, MicroLisp, MuLisp, Sail, Hope, Miranda, Scheem, ML, GNU Clisp, CLOS, Emacs,Elisp, xLisp, Vlisp, AutoLisp, Haskell, Python, CMUCL). Стандарт Common Lisp в сравнении сЛиспом от МакКарти имеет ряд отличий, несколько влияющих на программотехнику. GNUClisp, xLisp, CMUCL соответствуют стандарту Common Lisp.Функциональное программирование сформировалось при исследовании и развитииискусственного интеллекта и освоении новых горизонтов в информатике. Продуманность иметодическая обоснованность первых реализаций Лиспа позволила быстро накопить опытрешения новых задач, подготовить их для прикладного и теоретического программирования.В настоящее время существуют сотни языков функционального программирования,ориентированных на разные классы задач и виды технических средств.Идеи Лиспа выдержали многолетнюю шлифовку и заслужили достойную оценкуспециалистов и любителей.

Универсальность Лиспа достаточна для моделирования любогостиля программирования. Выразительная сила Лиспа обретает новое дыхание на каждомэволюционном витке развития информационных технологий. Потенциал Лиспа нам ещепредстоит раскрыть. Стилистика Лиспа несколько противоречат традиционным подходам кпредставлению программ. Но это противоречие отступает перед обаянием строгой логикиязыка. Определение Лисп-систем средствами самого Лиспа дает гибкую основу для развитияязыка и реализующей его системы программирования. На Лиспе решение задачи выражаетсяв терминах постановки задачи без привлечения реализационных сущностей и интерфейсныхэффектов.38Базис Лиспа идеально лаконичен - атомы и простые структуры данных –девять функций ифункционалов - обычные функции, которые анализируют, строят и разбирают любыеструктурные значения (atom, eq, cons, car, cdr,), и специальные функционалы, которыеуправляют обработкой структур, представляющих вычисляемые выражения (quote, cond,lambda, eval).Синтаксис Лиспа изысканно прост.

Разделитель - пробел, ограничители - круглые скобки. Вскобки заключается представление функции с ее аргументами. Все остальное - вариации взависимости от категории функций, определенности атомов и вычислимости выражений,типов значений и структур данных. Функционалы - это одна из категорий функций,используемая при организации управления вычислениями.Лисп - язык символьной обработки информации. Методы программирования на Лиспечасто наывают “функциональное программирование”.

Лисп прочно утвердился как эсперантодля задач искусственного интеллекта. К середине семидесятых годов XX века на Лисперешались наиболее сложные в практике программирования задачи из области дискретнойи вычислительной математики, экспериментального программирования, лингвистики, химии,биологии, медицины и инженерного проектирования.

На Лиспе реализована AutoCAD система автоматизации инженерных расчетов, дизайна и комплектации изделий издоступного конструктива, и Emacs – весьма популярный текстовый редактор в миреUNIX/Linux. Многие созревшие на базе Лиспа системные решения постепенно обрелисамостоятельность и выделились в отдельные направления и технологии.Реализационные находки Лиспа, такие как ссылочная организация памяти, “сборка мусора” автоматизация повторного использования памяти, частичная компиляция программ синтерпретацией промежуточного кода, длительное хранение атрибутов объектов в период ихиспользования и др., перекочевали из области исследований и экспериментов на базе Лиспа впрактику реализации операционных систем и систем программирования.Приверженцы Лиспа ценят его не только за элегантность, гибкость, но и за способность кточному представлению программистских идей и удобной отладке.

В стандартныхязыках программирования принята императивная организация вычислений по принципунемедленного выполнения каждой очередной команды. Это не всегда обосновано иэффективно. Неимперативные модели управления процессами позволяют прерывать иоткладывать процессы, а потом их восстанавливать и запускать или отменять, что обеспеченов Лиспе средствами конструирования функций, блокировки вычислений и их явноговыполнения.39История и выводы (вместо заключения)История Лиспа пронизана жаркими спорами, притиворечивыми суждениями, яркимидостижениями и смелыми изобретениями:1958 - Первые публикации Джона Мак-Карти о замысле языка символьной обработки.1962-1964 - Авторские проекты первых Лисп-систем .1964 - Демонстрация принципиальной решаемости проблем искусственного интеллекта.(Написанная Дж.Вейценбаумом на Лиспе программа-собеседник “Элиза”, имитирующаяречевое поведение психоаналитика, дала положительный ответ на вопрос о возможностиискусственного разума.)1972-1974 - Разрешение теоретических парадоксов, связанных с бестиповым лямбдаисчислением.1972-1980 - Стандартизация языка Лисп.1978 – Появление Лисп-компьютеров.1965-1990 - Построение специализированных диалектов Лиспа и создание практичныхреализаций для широкого спектра весьма различных применений, включая инженерноепроектирование и системы математической обработки информации1992-2002 - Разработка визуальных и сверхэффективных Лисп-систем, таких как CMUCL.В нашей стране программирование знакомство с языком Лисп состоялось из первых рук.