Lisp 入門/第二章 表、CAR、CDR
第二章 表、CAR、CDR
[編輯]表和原子
[編輯]Lisp的全名叫「表處理語言」，LISt Procesor 。可見表在Lisp中的重要性。
簡單說來，用小括號括起來的表達式式就叫表。
比如：
(+ 1 2)
就是一個表。
而表裏面的東西，就是原子。比如上面的這個表裏，+ 是原子，1 是原子，2 也是原子。
原子就是不包含空格的符號，可以是字符，也可以是數字。比如，下面的這個表裏，有兩個原子。
'(hello world)
這兩個原子分別是 hello 和 world。
其實，上面的那個式子，也是 LISP 語言中的 hello world 程序。很簡單，對吧。不過別忘記括號前面的單引號，否則會報錯。
表裏不僅可以包含原子，也可以包含另一個表。舉個例子：
(or (> 3 4) (> 4 2))
在上表中，or是原子，而 (> 3 4) 、(> 4 2) 都是表，不是原子。當然了，這兩個小表裏，包含的東西都是元素。
也就是說：表是可以嵌套的。
表的大小並沒有限制，最小的表就是空表：
()
程序和數據
[編輯]編程這項工作，是在寫一個程序，而寫程序的目的是為了處理數據。程序與數據是編程中的兩大要素，而在 Lisp 中，這兩者都用 表 來表示。
如果你在解譯器中輸入一個表，那麼Lisp會對這個表求值。所以在解釋器中輸入
(+ 1 2)
會打印3。
說明這個表的值是3。
我們再看一個例子：
(1 2 3)
如果你在解釋器中輸入上面的表達式，會得到一個錯誤：Error: 1 is invalid as a function. 意思是1不是一個可用函數。
在所有的表中，第一個原子總是函數，代表操作、指令、命令。而之後原子（或表）是參數，意即對操作的說明。所以 (+ 1 2) 表示 1 + 2，而 (- 4 3) 表示 4 -3。
例外是這個
()
這是一個空表，會返回
NIL
NIL是一個原子，表示邏輯假，但它同時也是空表。它是LISP語言中唯一一個既是表又是原子的東西。
程序是表，那數據該如何表示？ 數據也是用表來表示。
Lisp會對所有的表求值，但如果我們想使用表本身（作為數據），這反而會成為一件麻煩事。只要用一個簡單的操作符就可以防止求值，那就是 ' 操作符（單引號）。
'(+ 1 2)
這次解譯器不對這個表其求值了，結果不再是3這個原子，而是一個表，原封未動的表。
(+ 1 2)
還記得我們的 hello world 程序嗎?
'(Hello world!)
會返回
(HELLO WORLD!)
各種程序語言的入門書籍都喜歡一個hello, world程序。在此鄭重告訴大家， Lisp 也有自己的 Hello，world！
上面我們輸入的是小寫的字母，輸出的卻是大寫的字母。這是因為在 Lisp 中大小寫無所謂。
不過 ' 這個東西其實只是一個語法糖（為了讓程式設計師少打幾個字符而創造的語法）。它其實是一種簡寫，全稱是quote操作，意思是引用。上面的hello world 程序如果寫全了，就是：
(quote (Hello world!))
CAR 操作符
[編輯]CAR操作符的作用是取出表的第一個元素。
(car '(1 2 3 4 5))
上表會返回 1。
CAR操作符的作用是取出表的第一個元素，注意，我說的是元素不是原子，所以car的返回值也可能是個表。
讓我們來試試
(car '((1 2) 3))
返回的值就是一個表。CAR 的作用就是取出第一個元素，至於第一個元素是表還是原子，它並不關心。
不過，CAR 這個名稱真的是很古老了，我們可以用 first 操作符來替代它。實際上，first 是 CAR 的別名。
注意到，我們上面的代碼在參數表是由一個單引號（引用操作）引導的。這是非常重要的。如果我們去掉單引號。
(car (1 2 3 4 5))
系統將會報錯： error: 1不是可用的函數
如果大家還記得我們之前的報錯，就會知道，這是因為系統試圖執行內表中的代碼。是的，在 LISP 中，表就是程序。 如果沒有特殊說明系統會對一切看得到的表求值。所以，我們要加上單引號，表示想要以數據的形式使用這個表。
還有一個事情是值得注意的，CAR 操作只對表管用，不可以把它用在原子上。比如：
(car 1)
系統會返回錯誤： error: 1不是「表」類型
CDR 操作符
[編輯]CDR 操作符和 CAR 的作用是相反的，它的作用是去除表的第一個元素。
(cdr '(1 2 3 4 5))
上面表達式的返回值是
(2 3 4 5)
CDR 總是返回一個表。它的意義，就是取出表中除了第一個元素之外的所有元素，然後返回這些元素組成的表。
CDR 的別名是 rest，這也是非常形象的名字，意思是其餘，即除了第一個以外的其餘。
我們可以用CDR操作符取出函數的參數，比如
(cdr '(+ 1 2 3))
這行代碼可以取出(+ 1 2 3)的參數(1 2 3)。
如果表中只有一個元素，那麼對這個表進行 CDR 操作，將會發生什麼事情呢？讓我們來試驗一下：
(cdr '(1))
將會返回 NIL。不要忘記，NIL 也代表一個空表。所以，上面的表達式返回的其實是一個空表。
通過了解 CAR 和 CDR操作符，你會有種感覺，第一個元素竟然和其他所有元素平等。是的，這確實是 LISP 的世界觀，至於為什麼，你讀下去就會知道。
CXR 組合操作符
[編輯]問你一個問題，如何取出第二個元素？
先不要急着往下看，好好想想。
我們至今只接觸了兩個運算符，一個是CAR，可以取出第一個，另一個是CDR，可以取出其餘的。那麼如何用這兩個運算符取出第二個元素呢？
答案在下面：
(car (cdr '(1 2 3)))
第二個元素就是去掉第一個元素之後的第一個元素。我們先用CDR取出除第一個元素外的其他元素（本質上就是去掉了第一個元素），然後就可以在這個新表中取出第一個元素了，這樣，我們得到的就是原表的第二個元素。
哇，聰明如你，是不是悟到了一種方法，可以取任何第幾個元素。
那思考一下如何取第三個元素吧，寫出來，在解譯器上試驗一下吧
恭喜你，你的第一個原創Lisp代碼實現了。如果還沒實現，那麼恭喜你，下面是代碼：
(car (cdr (cdr '(1 2 3))))
實際上，LISP 中由專門的操作符來表示這些操作，比如 CADR
試試下面的代碼：
(cadr '(1 2 3))
你也可以自己尋找更多類似的操作符。