Lisp - 列表

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列表一直是传统 LISP 中最重要和主要的复合数据结构。如今的 Common LISP 提供了其他数据结构，如向量、哈希表、类或结构体。

列表是单向链表。在 LISP 中，列表被构建为一个名为 **cons** 的简单记录结构的链，这些结构链接在一起。

Cons 记录结构

**cons** 是一种记录结构，包含两个称为 **car** 和 **cdr** 的组件。

Cons 单元或 cons 是对象，是使用函数 **cons** 创建的一对值。

**cons** 函数接受两个参数并返回一个新的 cons 单元，其中包含这两个值。这些值可以是任何类型对象的引用。

如果第二个值不是 nil 或另一个 cons 单元，则这些值将打印为括号括起来的一对点。

cons 单元中的两个值分别称为 **car** 和 **cdr**。**car** 函数用于访问第一个值，**cdr** 函数用于访问第二个值。

示例

创建一个名为 main.lisp 的新源代码文件，并在其中输入以下代码。

main.lisp

; create and print a cons of car 1, cdr 2
(write (cons 1 2))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a cons of car a, cdr b
(write (cons 'a 'b))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a cons of car 1, cdr nil
(write (cons 1 nil))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a cons of car 1, cdr as another cons
(write (cons 1 (cons 2 nil)))
; terminate printing
(terpri)
; create and print multiple cons
(write (cons 1 (cons 2 (cons 3 nil))))
; terminate printing
(terpri)
; create and print multiple cons
(write (cons 'a (cons 'b (cons 'c nil))))
; terminate printing
(terpri)
; create and print multiple cons
(write ( car (cons 'a (cons 'b (cons 'c nil)))))
; terminate printing
(terpri)
; create and print multiple cons
(write ( cdr (cons 'a (cons 'b (cons 'c nil)))))

输出

执行代码时，它将返回以下结果：

(1 . 2)
(A . B)
(1)
(1 2)
(1 2 3)
(A B C)
A
(B C)

上面的示例显示了如何使用 cons 结构来创建单向链表，例如，列表 (A B C) 由三个通过它们的 cdr 链接在一起的 cons 单元组成。

LISP 中的列表

虽然可以使用 cons 单元创建列表，但是构建一个由嵌套的 **cons** 函数调用组成的列表可能不是最佳解决方案。**list** 函数更常用于在 LISP 中创建列表。

list 函数可以接受任意数量的参数，并且因为它是一个函数，所以它会评估其参数。

**first** 和 **rest** 函数分别给出列表的第一个元素和其余部分。以下示例演示了这些概念。

示例

更新名为 main.lisp 的源代码文件，并在其中输入以下代码。

main.lisp

; create and print a list 
(write (list 1 2))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a list 
(write (list 'a 'b))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a list 
(write (list 1 nil))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a list 
(write (list 1 2 3))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a list 
(write (list 'a 'b 'c))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a list an car
(write (list 3 4 'a (car '(b . c)) (* 4 -2)))
; terminate printing
(terpri)
; create and print a list of lists
(write (list (list 'a 'b) (list 'c 'd 'e)))

输出

执行代码时，它将返回以下结果：

(1 2)
(A B)
(1 NIL)
(1 2 3)
(A B C)
(3 4 A B -8)
((A B) (C D E))

示例

更新名为 main.lisp 的源代码文件，并在其中输入以下代码。

main.lisp

; define a function to return the list
(defun my-library (title author rating availability)
   (list :title title :author author :rating rating :availabilty availability)
)

; call the function and print the result
(write (getf (my-library "Hunger Game" "Collins" 9 t) :title))

输出

执行代码时，它将返回以下结果：

"Hunger Game"

列表操作函数

下表提供了一些常用的列表操作函数。

请注意，所有序列函数都适用于列表。

示例

更新名为 main.lisp 的源代码文件，并在其中输入以下代码。

main.lisp

; create a car of a sequence
(write (car '(a b c d e f)))
; terminate printing
(terpri)
; create a cdr of a sequence
(write (cdr '(a b c d e f)))
; terminate printing
(terpri)
; create a cons
(write (cons 'a '(b c)))
; terminate printing
(terpri)
; create a list of lists
(write (list 'a '(b c) '(e f)))
; terminate printing
(terpri)
; create a list by appending lists
(write (append '(b c) '(e f) '(p q) '() '(g)))
; terminate printing
(terpri)
; get last car
(write (last '(a b c d (e f))))
; terminate printing
(terpri)
; get reverse of the list
(write (reverse '(a b c d (e f))))

输出

执行代码时，它将返回以下结果：

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

car 和 cdr 函数的连接

**car** 和 **cdr** 函数及其组合允许提取列表的任何特定元素/成员。

但是，car 和 cdr 函数的序列可以通过将字母 a（表示 car）和 d（表示 cdr）连接到字母 c 和 r 中来缩写。

例如，我们可以编写 cadadr 来缩写函数调用序列 - car cdr car cdr。

因此，(cadadr '(a (c d) (e f g))) 将返回 d

示例

更新名为 main.lisp 的源代码文件，并在其中输入以下代码。

main.lisp

; create a cons from sequences
(write (cadadr '(a (c d) (e f g))))
; terminate printing
(terpri)
; create a cons from a list
(write (caar (list (list 'a 'b) 'c)))   
; terminate printing
(terpri)
; create a cons from a list
(write (cadr (list (list 1 2) (list 3 4))))
; terminate printing
(terpri)

输出

执行代码时，它将返回以下结果：

D
A
(3 4)