Какие свойства относятся к символу

Лабораторная работа 1.

Тема: Ознакомительная работа в среде Lisp. Базовые функции Лиспа. Символы, свойства символов. Математические и логические функции

Цель:Ознакомиться со средой Lisp. Изучить базовые функции Лиспа, символы и их свойства, средства для работы с числами.

1. Основные положения программирования на Лиспе.

2. Загрузка системы, системный редактор.

3. Функции списков.

4. Символы, свойства символов.

5. Математические и логические функции.

6. Ход работы.

7. Контрольные вопросы.

Теоретическое введение.

Основные положения программирования на Лиспе

· Лисп ориентирован на обработку нечисловых задач. Он основан на алгебре списочных структур, лямбда-исчислении и теории рекурсий.

· Язык имеет функциональную направленность, т.е. любое предложение заключенное в скобки, введенное вне редактора считается функцией и выполняется сразу после нажатия «ENTER».

· Чтобы предотвратить вычисление значения выражения, нужно перед этим выражением поставить апостроф «’». Апостроф перед выражением – сокращение функции Лиспа QUOTE.

· В Лиспе формы представления программы и обрабатываемых ею данных одинаковы. И то и другое представляется списочной структурой, имеющей одинаковую форму.

· Типы данных не связаны с именами объектов данных, а сопровождают сами объекты. Переменные могут в различные моменты времени представлять различные объекты.

· Основные типы данных языка – атомы и списки.

Атомы – это символы и числа.

Список – упорядоченная последовательность, элементами которой являются атомы либо списки. Списки заключаются в круглые скобки, элементы списка разделяются пробелами. Несколько пробелов между символами эквивалентны одному пробелу. Первый элемент списка называется «головой», а остаток, т.е. список без первого элемента, называется «хвостом». Список, в котором нет ни одного элемента, называется пустым и обозначается «( )» либо NIL.

Символ – это имя, состоящее из букв, цифр и специальных знаков, которое обозначает какой-нибудь предмет, объект, действие. В Лиспе символы обозначают числа, другие символы или более сложные структуры, программы (функции) и другие лисповские объекты. Символы могут состоять как из прописных, так и из строчных букв, хотя в большинстве Лисп-систем прописные и строчные буквы отождествляются и представляются прописными буквами.

· Символы Т и NIL имеют в Лиспе специальное назначение: Т – обозначает логическое значение истина, a NIL – логическое значение ложь.

· При генерации или считывании Лиспом нового символа, за его величину принимается он сам. Такая ссылка символа на себя называется автоссылкой.

· Создание программы на Лиспе – написание некоторой функции, возможно сложной, при вычислении использующей другие функции либо рекурсивно саму себя. На практике, написание программ осуществляется записью в файл определений функций, данных и других объектов с помощью имеющегося в программном окружении редактора.

· Необязательно делать отступы в строках выражений, входящих в функции. На самом деле, по желанию, вы можете написать всю программу в одну строку. Однако отступы в строках и пустые строки делают структуру программы понятной и читабельной. Так же выравнивание начальных и конечных скобок основных выражений помогают убедиться в балансе скобок.

· Определения функций могут храниться в файлах и загружаться используя функцию RDS

(RDS ‘<имя файла>)

· Эта функция считывает файл выражений и выполняет эти выражения. <Имя файла> — это строковая константа, которая представляет собой имя файла без расширения (подразумевается расширение «lsp»).

· Вы можете сгенерировать ваши собственные исходные файлы с использованием либо редактора LISP, либо редактора внешних текстов, соответствующего ОС вашей ЭВМ и генерирующего стандартные текстовые файлы ASCII.

Загрузка системы, системный редактор

В качестве редактора можно использовать онлайн-редактор, который можно запустить по адресу:

https://www.tutorialspoint.com/execute_lisp_online.php.

Данная среда включает:

— текстовый редактор;

— исполнитель кода.

Функции списков

· Функция CAR возвращает в качестве значения первый элемент списка:

(CAR список) → S- выражение (атом либо список).

· Функция CDR – возвращает в качестве значения хвостовую часть списка, т. е. список, получаемый из исходного списка после удаления из него головного элемента:

(CDR список) → список

Примеры:

(write (car ‘(a b c d e f)))

(write (cdr ‘(a b c d e f)))

(write (cons ‘a ‘(b c)))

(write (list ‘a ‘(b c) ‘(e f)))

(write (append ‘(b c) ‘(e f) ‘(p q) ‘() ‘(g)))

(write (last ‘(a b c d (e f))))

(write (reverse ‘(a b c d (e f))))

Результат:

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)

· Объединение команд

Комбинации вызовов CAR и CDR образуют уходящие в глубину списка обращения, в Лиспе для этого используется более короткая запись. Желаемую комбинацию вызовов CAR и CDR можно записать в виде одного вызова функции:

(C…R список)

cadadr = car cdr car cdr.

Вместо многоточия записывается нужная комбинация из букв А и D (для CAR и CDR соответственно). В один вызов можно объединять не более четырех функций CAR и CDR.

(CADAR х) = (CAR (CDR (CAR х)))

(CDDAR ‘((a bed) е)) = (с d)

(CDDR ‘(k 1 m)) = (m)

(cadadr ‘(a (c d) (e f g))) = d

· Функция создания CONS.

· Функция CONSстроит новый список из переданных ей в качестве аргументов головы и хвоста.

(CONS голова хвост)

Для того чтобы можно было включить первый элемент функции CONS в качестве первого элемента значения второго аргумента этой функции, второй аргумент должен быть списком. Значением функции CONS всегда будет список:

(CONS s-выражение список) → список

(write (cons ‘a ‘(b c)))

(write (cons ‘ab ‘cd))

(write (cons NIL ‘(a b c) ))

(write (cons ‘(a b c) NIL))

(write (cons 1 nil))

(write (cons 1 (cons 2 nil)))

(write (cons 1 (cons 2 (cons 3 nil))))

(write (cons ‘a (cons ‘b (cons ‘c nil))))

(write ( car (cons ‘a (cons ‘b (cons ‘c nil)))))

(write ( cdr (cons ‘a (cons ‘b (cons ‘c nil)))))

Результат:

(A B C)(AB . CD)(NIL A B C)((A B C))(1)(1 2)(1 2 3)(A B C)A(B C)

· Функция LIST – создает список из элементов. Она возвращает в качестве своего значения список из значений аргументов. Количество аргументов произвольно.

Примеры

(write (list 1 2))(write (list ‘a ‘b))(write (list 1 nil))(write (list 1 2 3))(write (list ‘a ‘b ‘c))(write (list 3 4 ‘a (car ‘(b . c)) (* 4 -2)))(write (list (list ‘a ‘b) (list ‘c ‘d ‘e)))

Результат

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

· Предикаты ATOM, ЕО, EOL, EQUAL.

Предикат – функция, которая определяет, обладает ли аргумент определенным свойством, и возвращает в качестве значения NIL или Т.

· Предикат АТОМ — проверяет, является ли аргумент атомом:

(ATOM s — выражение)

Значением вызова АТОМ будет Т, если аргументом является атом, и NIL – в противном случае.

(АТОМ ‘а) ® Т(АТОМ ‘(а b с)) ® NIL(АТОМ NIL) ® Т(АТОМ ‘(NIL)) ® NIL

· Предикат ЕОсравнивает два символа и возвращает значение Т, если они идентичны, в противном случае – NIL. С помощью EQ сравнивают только символы или константы Т и NIL.

(EQ ‘a ‘b) ® NIL(EQ ‘a (CAR ‘(a b с))) ® T (EQ NIL 0) ® T

· Предикат EOLработает так же как и EQ, но дополнительно позволяет сравнивать однотипные числа.

(EQL 2 2) ® Т(EQL 2.0 2.0) ® Т (EQL 2 2.0) ® NIL

Для сравнения чисел различных типов используют предикат «=». Значением предиката «=» является Т в случае равенства чисел независимо от их типов и внешнего вида записи.

(= 2 2.0) ® Т

· Предикат EQUALпроверяет идентичность записей. Он работает как EQL, но дополнительно проверяет одинаковость двух списков. Если внешняя структура двух лнсповскнх объектов одинакова, то результатом EQUAL будет Т.

(EQUAL ‘а ‘а) ® Т (EQUAL ‘(а b с) ‘(а b с)) ® Т (EQUAL ‘(а b с) ‘(CONS ‘а ‘(Ь с))) ® Т (EQUAL 1.0 1) ® NIL

· Функция NULLпроверяет на пустой список.

(NULL ‘())® Т

Символы, свойства символов.

· Функции присваивания: SET, SETO, SETF.

· Функция SETприсваивает символу или связывает с ним некоторое значение. Причем она вычисляет оба своих аргумента. Установленная связь действительна до конца работы, если этому имени не будет присвоено новое значение функцией SET.

(SET ‘a ‘(b с d)) результат (b с d)a результат (b с d)(SET (CAR a) (CDR (e f g)) результат (f g) a результат (b с d)(CAR a) результат b b результат (f g)

· Функция SETQсвязывает имя, не вычисляя его. Эта функция отличается от SET тем, что вычисляет только второй аргумент.

(SETQ d ‘(l m n)) = (l m n)

· Функция SETF– обобщенная функция присваивания. SETF используется для занесения значения в ячейку памяти.

(SETF ячейка памяти — значение)

· Свойства символа.

В Лиспе с символом можно связать именованные свойства. Свойства символа записываются в хранимый вместе с символом список свойств. Свойство имеет имя и значение. Список свойств может быть пуст. Его можно изменять или удалять без ограничений.

(имя1 знач1 имя2 знач2 … имяХ значМ)

Пусть имя студент имеет следующий список свойств:

(имя Иван отчество Иванович фамилия Иванов)

· Функция GETвозвращает значение свойства, связанного с символом.

(GET символ свойство)

При отсутствии свойства функция GET возвращает NIL в качестве ответа.

· Присваивание и удаление свойств.

Для присваивания символу свойств в MnLisp / Common Lisp отдельной функции нет. Для этого используются уже известные нам функции:

(SETF (GET символ свойство) значение)

Удаление свойства и его значения осуществляется псевдофункцией REMPROP.

Эта функция возвращает в качестве значения имя удаляемого свойства. Если удаляемого свойства нет, то возвращается NIL.

(REMPROP символ свойство)

Для просмотра всего списка свойств используют функцию SYMBOL- PLIST. Значением функции является весь список свойств.

(SYMBOL-PLIST ‘СИМВОЛ)

(SYMBOL-PLIST ‘студент) результат (имя Иван отчество Иванович фамилия Иванов)

Программа:

(write (setf (get ‘books’title) ‘(Gone with the Wind)))(write (setf (get ‘books ‘author) ‘(Margaret Michel)))(write (setf (get ‘books ‘publisher) ‘(Warner Books)))

Результат:

(GONE WITH THE WIND)(MARGARET MICHEL)(WARNER BOOKS)

Программа:

(setq s1 (cons ‘(a b) NIL))(setq s2 (cons ‘(a b) NIL))(setf (get ‘s1 ‘a) 10) (setf (get ‘s1 ‘b) 20)(setq spisok (list s1 s2))(write (symbol-plist ‘s1))

Программа:

(setf (get ‘books ‘title) ‘(Gone with the Wind))(setf (get ‘books ‘author) ‘(Margaret Micheal))(setf (get ‘books ‘publisher) ‘(Warner Books))(write (get ‘books ‘title))(write (get ‘books ‘author))(write (get ‘books ‘publisher))

Результат:

(GONE WITH THE WIND)(MARGARET MICHEAL)(WARNER BOOKS)

Программа:

(setf (get ‘annie ‘age) 43)(setf (get ‘annie ‘job) ‘accountant)(setf (get ‘annie ‘sex) ‘female)(setf (get ‘annie ‘children) 3)(write (symbol-plist ‘annie))(remprop ‘annie ‘age)(write (symbol-plist ‘annie))

Результат:

(CHILDREN 3 SEX FEMALE JOB ACCOUNTANT AGE 43)(CHILDREN 3 SEX FEMALE JOB ACCOUNTANT)

Свойства символов независимо от их значений доступны из всех контекстов пока не будут явно изменены или удалены. Изменение значения символа не влияет на другие свойства. Свойства символа передаются другому символу с помощью функции SETQ.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Функции присваивания: SET, SETQ, SETF.

Функция SET — присваивает символу или связывает с ним некоторое значение. Причем она вычисляет оба своих аргумента. Установленная связь действительна до конца работы, если этому имени не будет присвоено новое значение функцией SET.

(SET ‘a ‘(b c d)) ð (b c d)

a ð(b c d)

(SET (CAR a) (CDR (o f g)) ð (f g)

a ð (b c d)

(CAR a) ð b

b ð (f g)

Значение символа вычисляется с помощью специальной функции Symbol-value, которая возвращает в качестве значения значение своего аргумента.

(Symbol-value (CAR a)) ð (f g)

Функция SETQ — связывает имя, не вычисляя его. Эта функция отличается от SET тем, что вычисляет только второй аргумент.

(SETQ d ‘(l m n)) ð (l m n)

Функция SETF — обобщенная функция присваивания. SETF используется для занесения значения в ячейку памяти.

( SETF ячейка-памяти значение)

(SETF ячейка ‘(a b c)) ð (a b c)

ячейка ð (a b c)

Переменная «ячейка» без апострофа указывает на ячейку памяти, куда помещается в качестве значения список (a b c).

Свойства символа.

В Лиспе с символом можно связать именованные свойства. Свойства символа записываются в хранимый вместе с символом список свойств. Свойство имеет имя и значение. Список свойств может быть пуст. Его можно изменять или удалять без ограничений.

(имя1 знач1 имя2 знач2 … имяN значN )

Пусть имя студент имеет следующий список свойств:

(имя Иван отчество Иванович фамилия Иванов)

Функция GET — возвращает значение свойства, связанного с символом.

(GET символ свойство )

При отсутствии свойства функция GET возвращает NIL в качестве ответа.

(GET ‘студент ‘имя) ð Иван

(GET ‘студент ‘группа) ð NIL

Присваивание и удаление свойств.

Для присваивания символу свойств в MuLisp (как и в Common Lisp) отдельной функции нет. Для этого используются уже известные нам функции:

(SETF (GET символ свойство) значение)

(SETF (GET ‘студент ’группа) ’РВ-90-1) ð РВ-90-1

(GET ‘студент ’группа) ð РВ-90-1

Удаление свойства и его значения осуществляется псевдофункцией REMPROP:

Эта функция возвращает в качестве значения имя удаляемого свойства. Если удаляемого свойства нет, то возвращается NIL.

(REMPROP символ свойство)

(REMPROP ‘студент ’группа) ð группа

(GET ‘студент ’группа) ð NIL

(REMPROP ‘студент ’србал) ð NIL

Для просмотра всего списка свойств используют функцию SYMBOL-PLIST. Значением функции является весь список свойств.

(SYMBOL-PLIST ‘СИМВОЛ)

(SYMBOL-PLIST ‘студент) ð (имя Иван отчество Иванович фамилия Иванов)

Свойства символов независимо от их значений доступны из всех контекстов пока не будут явно изменены или удалены. Изменение значения символа не влияет на другие свойства. Свойства символа передаются другому символу с помощью функции SETQ.

Средства языка для работы с числами. (Математические и логические функции).

В языке Лисп как для вызова функций, так и для записи выражения принята единообразная префиксная форма записи, при которой как имя функции или действия, так и сами аргументы записываются внутри скобок:

(f x), (g x y), (h x (g y z)) и т. д.

Арифметические действия:

(+ числа) — сложение чисел

(- число числа) — вычитание чисел из числа

(* числа) — умножение чисел

и т. д.

(+ 5 7 4) ð 16

(- 10 3 4 1) ð 2

(/ 15 3) ð 5

Сравнение чисел:

(= число числа) ð равны (все)

(< число числа) ð меньше (для всех)

(> число числа) ð больше (для всех)

и т. д.

Числовые предикаты:

(ZEROP число) ð проверка на ноль

(MINUSP число) ð проверка на отрицательность

и т. д.

Логические действия:

(NOT объект) ð логическое отрицание

(AND (формы)) ð логическое И

(OR (формы)) ð логическое ИЛИ

(AND (ATOM NIL) (NULL NIL) (EQ NIL NIL)) ð T

( NOT (NULL NIL)) ð NIL

Кроме приведенных, существует множество других, но не менее полезных функций.

Задание к лабораторной работе.

1. Запишите последовательности вызовов CAR и CDR, выделяющие из приведенных ниже списков символ «а». Упростите эти вызовы с помощью функций C…R.

а) (1 2 3 а 4)

б) (1 2 3 4 а)

в) ((1) (2 3) (а 4))

г) ((1) ((2 3 а) (4)))

д) ((1) ((2 3 а 4)))

е) (1 (2 ((3 4 (5 (6 а))))))

2. Каково значение каждого из следующих выражений:

a) (ATOM (CAR (QUOTE ((1 2) 3 4))));

b) (NULL (CDDR (QUOTE ((5 6) (7 8)))));

c) (EQUAL (CAR (QUOTE ((7 )))) (CDR (QUOTE (5 7))));

d) (ZEROP (CADDDR (QUOTE (3 2 1 0))));

3. Проделайте следующие вычисления с помощью интерпретатора Лиспа:

а) 3.234*(45.6+2.43)

б) 55+21.3+1.54*2.5432-32

в) (34-21.5676-43)/(342+32*4.1)

4. Определите значения следующих выражений:

а) ‘(+ 2 (* 3 5))

б) (+ 2 ‘(* 3 5))

в) (+ 2 (’ * 3 5))

г) (+ 2 (* 3 ’5))

д) (quote ‘quote)

е) (quote 6)

5.1 Составьте список содержащий данные веб-лога

(ip1 ip2 … ipN)

5.2 Для каждого лога

а) с помощью функции LIST составьте следующие списки:

· Идентификация: –.

· Авторизация: smithj.

· Дата/время: [28/OCT/2004:20:27:32-5000].

· Запрос: «GET /Default.htm HTTP/1.1» .

· Код состояния: 200.

· Переданное количество данных: 1270.

· Направление: «http:/www.basegroup.ru/»

· Пользовательский агент: »Mozilla/4.0+(compatible;+MSIE+6.0;+Windows+NT+5.0)».

б) с помощью функций CONS и SETQ объедините полученные списки и присвойте их в виде значений символам, означающим ip каждого лога:

ipJ. — ((Идентификация) (Авторизация)( Дата/время) (Запрос)( Код состояния) (Переданное количество данных) (Направление) (Пользовательский агент)).

5.3 Для произвольно выбранных студентов с помощью базовых функций самостоятельно создайте запросы для анализа веб-лога

Вопросы.

1 Перечислите базовые функции.

2 Каковы типы аргументов базовых функций?

3 Какие значения они возвращают?

4 Что такое предикат?

5 Назовите основные отличия предикатов EQ, EQL, EQUAL и =.

6 Назовите отличия функций CONS и LIST.

7 Что такое символ?

8 Различия функций SET, SETQ, SETF?

9 Особенности свойств символов?