"Cons" 在 Lisp 中如何工作？

Question

我正在学习 Lisp，但我没有 Lisp 编程经验。在我的部分学习中，我遇到了以下示例：

> (cons ‘a ‘(a b))  ----> (A A B)
> (cons ‘(a b) ‘a)  ----> ((A B).A)

我想知道为什么当我们有 (cons 'a '(a b)) 时响应是 (A A B) 以及为什么什么时候我们稍微改变一下，将 'a 放在 (a b) 之后，响应是一个虚线列表，如 ((A B ).A)?第一个代码行和第二个代码行有什么区别？这些代码背后发生了什么？

Answer 1

如果你把它们想象成cons-cells就很容易理解了。

简而言之，cons 单元格由正好两个值组成。通常的表示法是使用点，例如：

(cons 'a 'b) ==> (A . B)

但是由于在 LISP 中经常使用列表，所以更好的表示法是去掉点。列表是通过让第二个元素成为一个新的 cons 单元格，最后一个结束符（通常是 nil，或 Common Lisp 中的 '()）来制作的。所以这两个是相等的：

(cons 'a (cons 'b '())) ==> (A B)
(list 'a 'b) ==> (A B)

因此 (cons 'a 'b) 创建一个单元格 [a,b]，(list 'a 'b) 将创建 [a, [b, nil]]。请注意在 cons 单元格中编码列表的约定：它们以内部 nil.

终止

现在，如果您将 'a 添加到最后一个列表中，您将创建一个包含 [[a, [b, nil]], a] 的新 cons 单元格。因为这不是 "proper" 列表，即它不是以 nil 结尾的，所以写出来的方法是使用点：(cons '(a b) 'a) ==> ((a b) . a).

如果没有打印点，则它必须是结构为 [[a, [b, nil]], [a, nil]].

的列表

你的例子

当您执行 (cons 'a '(a b)) 时，它会将符号 'a 和列表 '(a b) 放入新的 cons 单元格中。所以这将包括 [a, [a, [b, nil]]]。由于这自然以内nil结尾，所以它没有点写。

至于(cons '(a b) 'a)，现在你会得到[[a, [b, nil]], a]。这不会以内部 nil 终止，因此将使用点表示法。

我们可以使用 cons 使最后一个示例以内部 nil 结尾吗？是的，如果我们这样做

(cons '(a b) (cons 'a '())) ==> ((A B) A)

最后，

(list '(a b) 'a))

等同于

(cons (cons (cons 'a (cons 'b '())) (cons 'a '())))

Answer 2

列表 (a b c) 表示（内部存储）为三个cons-cells：(cons 'a (cons 'b (cons 'c '())。请注意，最后一对的 cdr.

中有 '()

打印机将最后一个 cdr 为 '() 的一系列 cons-cells 打印为列表。因此，该示例打印为 (a b c).

让我们看看：(cons 'a '(a b))。

列表'(a b)表示为(cons 'a (cons 'b '())。这意味着 (cons 'a '(a b)) 产生：(cons 'a (cons 'a (cons 'b '())).

我们来看看：(cons '(a b) 'a).

列表'(a b)表示为(cons 'a (cons 'b '())。这意味着 (cons (cons '(a b) 'a)) 产生 (cons (cons 'a (cons 'b '()) 'a).

请注意，本系列并未以 '() 结尾。显示打印机使用点符号。 ( ... . 'a)表示一个值由一系列cons-cells组成，最后一个cdr包含'a。因此，值 (cons (cons 'a (cons 'b '()) 'a) 打印为 '((a b) . a).

Answer 3

查看此可视化：

CL-USER 7 > (sdraw:sdraw '(A A B))

[*|*]--->[*|*]--->[*|*]--->NIL
 |        |        |
 v        v        v
 A        A        B

CL-USER 8 > (sdraw:sdraw '((A B) . A))

[*|*]--->A
 |
 v
[*|*]--->[*|*]--->NIL
 |        |
 v        v
 A        B

另外：

CL-USER 9 > (sdraw:sdraw '(A B))

[*|*]--->[*|*]--->NIL
 |        |
 v        v
 A        B

CL-USER 10 > (sdraw:sdraw (cons 'A '(A B)))

[*|*]--->[*|*]--->[*|*]--->NIL
 |        |        |
 v        v        v
 A        A        B

CL-USER 11 > (sdraw:sdraw (cons '(A B) 'A))

[*|*]--->A
 |
 v
[*|*]--->[*|*]--->NIL
 |        |
 v        v
 A        B

Answer 4

一个cons是一个可以包含两个值的数据结构。例如(cons 1 2) ; ==> (1 . 2)。第一部分是 car，第二部分是 cdr。如果 cdr 是 nil 或 list，则 cons 是 list。因此 (1 . (2 . (3 . ()))) 是一个列表。

当打印 cons 时，当 cdr 是 cons 或 nil 时省略点。 cdr 的外括号也被省略。因此 (3 . ()) 打印为 (3)，(1 . (2 . (3 . ()))) 打印为 (1 2 3)。它是相同的结构，但具有不同的可视化效果。 car中的一个cons没有这个规则。

当 cdr 是一个列表时，读取函数用点和奇怪的异常打印格式读取 cons。它在读取时的行为就像 cons.

对于 read 和 print 都有一个特殊的规则，即使它是 cons 的链，列表的错觉也是完整的。

(cons ‘a ‘(a b))  ----> (A . (A B)) 
(cons ‘(a b) ‘a)  ----> ((A B) . A)

打印时，第一个是一个包含 3 个元素的列表，因为 cdr 是一个列表。

Answer 5

cons 只是一对数据类型。例如，(cons 1 2) 是一对 1 和 2，打印时两个元素之间用点分隔，如 (1 . 2).

列表在内部表示为嵌套的conses，例如列表 (1 2 3) 是 (cons 1 (cons 2 (cons 3 '()))。

"Cons" 在 Lisp 中如何工作？

How does "Cons" work in Lisp?

lisp

common-lisp

cons