LISP

计算机程序设计语言

LISP是一种通用高级计算机程序语言，长期以来垄断人工智能领域的应用。LISP作为应用人工智能而设计的语言，是第一个声明式系内函数式程序设计语言，有别于命令式系内过程式的C、Fortran和面向对象的Java、C#等结构化程序设计语言。

历史背景

20世纪50年代中期，在大多数计算机处理的都是数值数据等，包括语言学、心理学和数学领域上一些人们开始对人工智能产生了兴趣。觉得必须实现共同需要的一个方法，使计算机能够处理链表中的符号数据，允许语言的处理、信息存入和检索、定理证明的过程机器化。IBM是首先对人工智能开发有兴趣的商业机构之一。

1958年夏天，来自麻省理工学院的人工智能研究先驱约翰·麦卡锡（John McCarthy）参与IBM资讯研究部的工作，研究符号运算及应用需求。可是，IBM旗下的Fortran表处理语言却未能支援符号运算的递归、条件表达式、动态存储分配及隐式回收等功能。约翰·麦卡锡于1958年秋季回到麻省理工学院后，和Marvin Minsky组成了人工智能项目。开展一个表处理软件系统来实现McCarthy提出建议采纳者程序的工作，尔后推动了表处理语言LISP的诞生。

发展历程

1960年4月，麦卡锡以《递回函数的符号表达式以及由机器运算的方式，第一部》为题，于ACM通讯上发表LISP设置。麦卡锡的学生Steve Russell根据该论文，以IBM 704于麻省理工学院的计算机运算中心成功执行了第一版的LISP。

1962年，麦卡锡及人工智能小组按LISP 1的编译基础上改良出LISP 1.5版本。

1969年9月，史丹福大学人工智能实验室的Lynn Quam与Whitfield Diffie推出的Stanford LISP 1.6广泛地被应用于使用TOPS-10系统的PDP-10计算机系中。可是，Stanford LISP 1.6版本自麻省理工智能项目更新LISP 1.5成MACLISP及BBN科技公司推出的InterLisp成功后，渐被弃置。

自1960代末年至1980年初年，各种更新LISP版本涌现，有源自加利福尼亚大学伯克利分校的Franz Lisp、在AutoCAD运行的AutoLISP前身XLISP、犹他大学开展的Standard Lisp及Portable Standard Lisp、专属于Lisp机器上运行的ZetaLisp、源自法国国家信息与自动化研究所的LeLisp、以及MIT人工智能实验室的Gerald Sussman与Guy Steele所开发的Scheme等。

1984年，改良自MacLisp、集各版本大成、跨平台、且被目为事实标准的Common Lisp诞生。至1994年，美国国家标准学会(ANSI)对Common Lisp语言进行了标准化。

自稳定运行的Common Lisp出现起，再有各机构按各自所需而开展后续Lisp，包括1990年来自欧洲用户的EuLisp、运行于Java虚拟机的Clojure、受到Maclisp影响而创的Emacs Lisp、以及自由开源来自卡内基·梅隆大学的CMUCL、还有IsLisp，Racket，ACL2等蓬勃涌现。

自2000年起，LISP共享者合力支援的自由开源社区逐渐形成，致力于LISP后续发展。

2002年10月，第一届国际LISP会议于美国旧金山开展，其后LISP大会不定期于全球各地举行，包括2014年在加拿大蒙特利尔大学以移动概念作主题的会议。

语言特点

LISP为函数式程序设计语言，所有运算都能以函数作用于参数的方式来实现。

LISP没有命令式语言程序中常见赋值语句和变量，重复的过程可以使用递归的函数调用来表示，并不需要使用循环模式。

LISP是古老的函数语言、弱类型、动态推断，其代码本身就是各种列表。每一个表项均可以储存任何类型的数据如数字、函数、符号或一个子表等，在编码时，可以随时操作以更新列表。

LISP核心的操作符只有7个操作符：quote、atom、eq、car、cdr、cons、cond。前三者quote、atom、eq用于符号的推断；car、cdr、cons操纵表格；cond负责分支判断。这种简洁定义，非常接近图灵机原型的纯函数式语言，是现代语言完全无法比拟的。

LISP作为弱类型这优点相对缺点则是运行效率的低下。原始定义简洁的缺点使到大型开发工程变得困难，自底层到高层，自二维表查询到面向对象，使用者需要嵌入更多的函数来实现，致使LISP众多方言的衍生。

语言组成

数据类型

LISP只有两种数据结构，原子（atom）和表（list）。原子为标识符形式的符号或数字的字面值，表则是由零个或多个表达式组成的序列。基本上，LISP程序，并不需要使用一般表处理所必需的任意插入及删除操作。

语句结构

LISP的语法是简洁的典型，程序代码与数据的形式完全相同，以圆括号为边界的表。例如，表：

(A B C D)

按数据来解释时，它是一个有4个元素的表，按代码来解释时，它是将名为A的函数作用于3个参数B、C和D。

在指定表结构时将表的元素放在圆括号中，简单表的元素仅限原子而成的方式是：

(A B C D)

嵌套表结构亦是以圆括号来表示，例如，表：

(A (B C) D (E (F G)))

由4个元素组成。

第1个元素是原子A，第2个是子表(B C)，第3个是原子D，第4个是子表(E(F G))，它的第2个元素是子表(F G)。

关键字

LISP是一个函数式程序语言，并无关键字或保留字设，置使用者可自行再定义。

语言执行

LISP语法，可透过执行Hello World程序来体现。此程序透过XLISP-STAT 2.1,3.45Beta版编译器执行。

语言组成信息来源

语言标准

衍生LISP语言曾认证于以下标准：

ANSI X3.226-1994 - 1994年，程式语言Common Lisp（Common Lisp Programming language）

IEEE standard 1178–1990 (R1995) 1995年，程式语言Scheme（Scheme Programming language）

ISO/IEC 13816:1997- 1997年，程式语言ISLISP（ISLISP Programming language）已撤回

ISO/IEC 13816:2007 - 2007年，程式语言ISLISP（ISLISP Programming language）

语言应用

LISP是函数式程序设计的先锋，其诸多革命性的创新思维影响了后续编程语言的发展，亦完全垄断人工智能领域的应用长达三分之一个世纪。曾在开展初年出现的低效率因素亦在集体改良中被移去，成就了广被应用于软件开发、电子商务及金融系统的Common Lisp、Scheme、Emacs Lisp和Clojure等。

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