# Common Lisp を触る
# 目次
# はじめに
この記事は Common Lisp で勉強した内容の備忘録です。 大学の言語系の人工知能の講義の資料にあったコードが Lisp で書かれていて、それをきっかけに Lisp に興味を持ち、勉強してみることにしました。 Lisp には方言と呼ばれる、処理系が複数存在して、その中でも現在で広く使われている方言である Common Lisp を触っていきます。 この記事を書くにあたって、主に Land of Lisp を読んで勉強しました。 環境は Windows です。
# 環境構築
# Roswell をインストール
Land of Lisp では CLISP をインストールしているのですが、筆者は Roswell から処理系をインストールしました。
CLISP インストーラのダウンロードはこちら (opens new window)
Roswell は Common Lisp 環境のセットアップユーティリティです。 Lisp 処理系やライブラリのインストールのほかに、プログラムをコンパイルし、バイナルファイルにパッケージングすることもできるようです。
Installation - roswell wiki (opens new window) にインストール方法が載っています。
最新のリリースノートから、自分の環境にあったものをダウンロードし、Pathを通しました。
# セットアップ
以下のコマンドを叩いてセットアップします。
ros setup
他の ros コマンドを叩いても、処理系が不足している場合は、セットアップを行ってくれるようです。
Roswell のセットアップでは Steel Bank Common Lisp（SBCL）がインストールされます。
# Lisp を起動する
コマンドで ros run を打つと、デフォルトの処理系が起動します。
ros run
*
SBCL では「*」がプロンプトとなります。 起動すると自動的に read-eval-print ループ（REPL）に入ります。
REPL (Read-Eval-Print Loop) とは、入力・評価・出力のループのこと。インタプリタにおいて、ユーザーとインタプリタが対話的にコード片を実行できるもの。
と Wikipedia に書いてありました。 REPL のことをインタプリタだと勘違いしていたのですが、インタプリタが一連のループを行うことを指すようです。
ここでは、Lisp コードを直にタイプすることができます。 試しに足し算を行ってみます。
ros run
* (+ 1 2)
3
*
Lisp は 1+2 を (+ 1 2)のように関数を前に書く前置記法 （prefix notation）です。 私たちが使い慣れている、1+2 のような、引数と引数の間に演算子を置く記法は、中置記法（infix notation）です。
終了するには以下のようにタイプします。
* (quit)
# Roswell からスクリプトを実行する
main 関数を作ると、Roswell からスクリプトを実行することができます。
Hello world! を表示するスクリプト「hello.lisp」を書きます。
(defun main ()
(write-line "Hello world!"))
これを実行します。
ros hello.lisp
Hello world!
Hello world! が表示されました。
# データ構造
# アトム
シンボルや数値、文字列などリストではないデータのことです。
# シンボル
シンボルは、Lisp の最も基本的なデータ型です。
Common Lisp のシンボルは大文字小文字を区別しません。 シンボル同士の比較は eq で行います。
* (eq 'AAA 'aaA)
T
# 数値
下記などの型があります。
- 整数
- 分数
- 少数
- 複素数
整数どうしの除算では、少数ではなく分数で返ってきます。
* (/ 2 3)
2/3
* (/ 2.0 3)
0.6666667
# 文字列
ダブルクオートでかこみます。文字列の表示には、princ を使います。
* (princ "Hello!")
Hello!
"Hello!"
# リスト
データを要素とする列型のデータのことで、(A B C) のように括弧で要素を囲みます。
* (list 'a 'b 'c)
(A B C)
list 関数でリストを定義することができます。
* (car (list 'a 'b 'c))
A
* (cdr (list 'a 'b 'c))
(B C)
car 関数を使うとリストの最初の要素を取り出すことができ、cdr 関数を使うとリストの残りの部分を取り出すことができます。
# モード
Coomon Lisp にはコードモードとデータモードという 2 つのモードがあります。
# コードモード
Lisp はデフォルトではコードモードになっています。
コードはフォームと呼ばれる構造のリストである必要があります。 フォームとは先頭の要素がコマンド（多くの場合は関数名）であるリストのことです。 フォームを読む際には、コマンドの後ろの要素は関数の引数として扱われます。
* (expt 2 10)
1024
上の例では 2 の 10 乗を計算しています。リストの最初の要素である、expt を読み取った際に累乗を計算するコマンドだと認識しています。残りの要素は関数の引数として渡されます。
# データモード
コードモードとは違い、データモードではコードはデータとして扱われ、コンピュータは実行しようとしません。
* '(expt 2 10)
(EXPT 2 10)
リストの前に '（シングルクオート）をつけることでデータモードになり、リストをデータとして扱います。この操作のことを「クオートする」とよびます。
# 関数定義と比較関数、四則演算など
# 関数定義 defun
* (defun print-hello () (print 'Hello))
PRINT-HELLO
* (print-hello)
HELLO
HELLO
# 四則演算
* (+ (- 2 1) (/ 4.0 2) (* 2 4))
11.0
# 絶対値関数 abs
* (abs -3)
3
# 比較関数
* (<= 8 3)
NIL