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第十一章 LISP 程式語言

陳維魁 博士wkchen@pchome.com.tw

儒林圖書公司

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大綱

簡介 劍橋波蘭式 常見的函數 自定函式 控制結構 精選習題

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簡介 LISP(LISt Processing language) 發展於 1950 年代末期 主要是應用在人工智慧 (artificial intelligence) 的領域，又

稱為人工智慧的低階語言 LISP 語言是以解譯器 (interpreter) 來處理其程式 基本的資料結構是 S- 運算式 (S-expression) ，其中 S- 運算

式又可區分為串列 (list) 與原子 (atom) 二種 採垃圾收集法 (garbage collection) 管理記憶體

垃圾收集法指的是系統會主動地收集程式中不再使用的記憶體空間

優點是減輕了程式設計師的負擔 缺點則是每次系統收集不再使用的記憶體往往費時過長，而

且不知何時會開始進行收集的動作 函數式程式語言

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劍橋波蘭式

LISP 運算式的表示法採劍橋波蘭式 (Cambridge-polish form) ，即前置式加上括號

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常見的函數 quote

對引數不作任何的處理，直接傳回引數的內容 setq

指定變數的值 set

指定變數的值 算術函數：

加法： plus ( ＋ ) 減法： difference (-) 除法： quotient (/) 乘法： times (*)

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常見的函數 car

(1) 作用：傳回引數的第一個元素 (2) 限制：引數必須是串列 (list) 且引數僅有一個 (3) 實例

(car ′(Pascal Prolog PL/1)) ＝ Pascal 【注意：傳回的結果可能是原子或串列】

cdr (1) 作用：除去引數的第一個元素後，傳回剩下的串列 (2) 限制：引數必須是串列且引數僅有一個。 (3) 實例

(cdr ′(Pascal Prolog PL/1)) ＝ (Prolog PL/1) 【注意：傳回的結果是一串列】

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常見的函數 rplaca

將第一個引數的 car 以第二個引數的 car 替代 rplacd

將第一個引數的 cdr 以第二個引數的 cdr 替代 append

用法為 (append a1 a2 ... an) ＝ (b1 b2 ... bn)其中 ai, 1 i n ，為串列 (list) ，而 bi, 1 i n ，則為 ai 去掉括號後之結果

cons 對二個參數作求值的動作，結果是把第一個引數加入

第二個引數中以形成新串列

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常見的函數

length 計算參數的長度 (length '(A B C))=3

reverse 將參數反轉

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自定函式 LISP 語言提供了使用者以

“ defun” 來自行定義函式。 自行定義的函式，結構包

含三個部分： (1) 函式名稱 (2) 型式參數串列 (3) 程式段

(defun 函式名稱 ( 型式參數串列 ) ( 程式段 ))

defun 提供的功能是將上述 (1) ， (2) ， (3) 連接在一起提供給使用者使用，並不會對 (1) ， (2) ， (3)中之任何一者作求值的動作

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述句 LISP 語言測試條件的結構稱為述句 (predicate) LISP 語言常見的述句

atom ：判斷參數是否為原子 (atom) listp ：判斷參數是否為串列 (list) equal (e1 e2) ：比較 e1 與 e2 member (e1 e2) ：

限制： e2 必須是串列 (list) 。 作用：檢查 e1 是否為 e2 的一部分。 member 函數具有二個引數。其中第二個引數被限定為必須是個串列(list) 。 member 函數的功能是檢查第二個引數中是否出現第一個引數。若結果為真，則傳回在第二個引數中第一個引數出現的位置以後的部份，若結果為假，則傳回 nil

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述句

LISP 語言常見的述句 plusp ：判斷參數的值是否大於 0 minusp ：判斷參數的值是否小於 0 zerop ：判斷參數的值是否為 0 numberp ： 判斷參數是否為數值 null ：判斷參數是否為 nil greaterp e1 e2

若 e1>e2 ，則 t 若 e1<=e2 ，則 nil

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述句

LISP 語言常見的述句 lessp e1 e2 ：

若 e1<e2 ，則 t 若 e1>=e2 ，則 nil

and e1 e2 ... en ：若 e1 、 e2 、 ... 、 en 全為 true ，則 t ，否則 nil

or e1 e2 ... en ： e1 、 e2 、 ... 、 en 中若有一者為 true ，則 t ，否則 nil

not ：若參數值為 nil 則結果為 t ，否則為 nil

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LISP 語言的條件式

LISP 語言的條件式即為 cond 結構 cond 結構可以處理任意數目的參數，這些參數即稱為 cond 子句

每個 cond 子句由一連串的 S 運算式所組成 cond 子句由二個部份所組成

第一個部份是要測試的條件 第二個部份則是測試的條件成立時必須執行之部份

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LISP 語言的條件式

語法 ( cond

( 條件 1 Exp1) ( 條件 2 Exp2) ( 條件 3 Exp3) ....... ( 條件 n Expn))

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精選習題

LISP 程式如下，其作用為何？ (defun xxx(S))

(cond ((null S) 0) ((atom S) 1) (t (plus (xxx (car S)) (xxx (cdr S))))))

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精選習題

試簡述下列 LISP 函數 f 的功能，並舉例說明之

(defun f(lst) (cond ((null lst) nil) ((atom lst)(list lst)) (t(append(f(car lst))(f(cdr lst)))))

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精選習題

試簡述下列 LISP 函數 g 的功能，並舉例說明之

(defun g(list) (cond ((null list)nil) (t (append (g(cdr list)) ((cons(car list)nil))))))

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精選習題

試簡述下列 LISP 函數 STRANGE 的功能，並舉例說明之

(defun STRANGE(L) (cond ((null L) nil) ((atom L) L) (t (cons (STRANGE (car L)) (STRANGE (CDR L))))))