按照故事情節(jié)的正常發(fā)展揖赴，我們這一篇該介紹Racket語言的語法了。
可是抑胎，在大局觀上燥滑，我們還沒有達成共識。
對于一個概念來說阿逃，我們不止要學會怎樣描述它铭拧，還要學會理解它的內(nèi)涵。
因此恃锉，這篇還是在打基礎搀菩，俗稱，引言破托。肪跋。
關于
本文是系列文章中的第三篇，
在上一篇中土砂，我們提到了Lisp語言家族州既，看到了關于Lisp最美麗的傳說，我們提到了Racket萝映，以及它的IDE吴叶，DrRacket。
本文將從目標語言和元語言序臂，同像性晤郑，引用等這些角度來深入的討論Lisp，
淺嘗輒止贸宏，畢竟不是一個好習慣造寝。
目標語言和元語言
當我們討論一件事物時，我們所使用的語言被稱為對象語言吭练。
而當我們談論一種語言時诫龙，我們所使用的語言被稱為元語言。
在任何語言研究中鲫咽，都有一種作為研究對象的語言签赃，還有一種由研究者用來談論對象語言的元語言谷异。
對象語言與元語言是相對而言的。
任何語言锦聊，無論它多么簡單或者多么復雜歹嘹，當它作為被談論的對象的時候，它就是對象語言孔庭；
當它用來討論一種語言的時候尺上，它就是元語言。
區(qū)分開目標語言和元語言圆到，是學好Lisp的第一步怎抛，也是理解Lisp元編程的第一步。
形式語言
日常生活中芽淡，我們有了這樣的認識马绝。
我們所了解的漢字總是有限的，但是我們能說的話挣菲，卻是無限的富稻。
可以說出任意長度的漢字序列。
程序語言也是如此白胀。
有人說編程唉窃，不就是輸入A到Z嗎，指的就是這個編程語言的“字母表”纹笼。
字母表所包含的字母，是有限的苟跪，但是可以寫出無限多個“句子”廷痘。
“語言”，正是這些“句子”的集合件已。
所謂形式語言笋额，指的是用精確的數(shù)學，或機器可處理的公式篷扩，定義的語言兄猩。
相應的數(shù)學和計算機科學分支叫做形式語言與自動機理論，
它只研究語言的語法而不討論它的語義鉴未。
當初枢冤，為了研究語言的性質，人們從兩個角度出發(fā)铜秆，
一個是從語言的識別角度來看淹真，提出了自動機理論。
另一個是從語言的生成角度來看连茧，有喬姆斯基開創(chuàng)的形式語言理論核蘸。
這兩個理論之間巍糯，又是互相關聯(lián)的。
文法
文法提供了一種方便的方法來定義“句子”的無限集客扎。
為了描述語言的結構祟峦，John Backus和Peter Naur創(chuàng)造了一種語言的描述方法，
稱為BNF（Backus-Naur Form）徙鱼。
expr ::= term { "+" term | "-" term }.
term ::= factor { "*" factor | "/" factor }.
factor ::= "(" expr ")" | const.
const := "1" | "2" | "3".
BNF表示中的每一行宅楞，稱為一個“產(chǎn)生式”，::=表示左邊的項可以由右邊的項來產(chǎn)生疆偿。
其中咱筛，用引號括起來的項，稱為“終結符”杆故，相當于字面量迅箩。
不用引號括起來的項，稱為“非終結符”处铛，它們可以由其他項組成饲趋。
{…}是約定好了的符號，用來表示它包含的項可以出現(xiàn)0次或更多次撤蟆。
常用的還有[…]奕塑，用來表示，可以出現(xiàn)也可以不出現(xiàn)家肯。
以上BNF描述了算術表達式的語法龄砰。
例如：1*(2+3)，可以從expr開始生成出來讨衣，
expr
=> term
=> factor "*" factor
=> const "*" "(" expr ")"
=> const "*" "(" term "+" term ")"
=> const "*" "(" factor "+" factor ")"
=> const "*" "(" const "+" const ")"
=> "1" "*" "(" "2" "+" "3" ")"
expr稱為“開始符號”换棚。
綜上，一個語言的所有終結符反镇，非終結符固蚤，產(chǎn)生式，開始符號歹茶，
構成了這個語言的文法夕玩。
語言的分類
喬姆斯基，根據(jù)語言文法產(chǎn)生式的特點惊豺，把語言分為了4類燎孟。
不同的文法，能描述不能范圍的語言集合尸昧，雖然它們都是無限集缤弦。
0型文法，能力最強彻磁，可以產(chǎn)生遞歸可枚舉語言碍沐。
1型文法狸捅，能力稍弱，可以產(chǎn)生上下文有關語言累提。
2型文法尘喝，能力次之，可以產(chǎn)生上下文無關語言斋陪。
3型文法朽褪，能力最弱，可以產(chǎn)生正則語言无虚。
這些文法缔赠，建立了一個從大到小，互相包含的友题，語言集合的層次關系嗤堰。
例如：正則語言，一定是上下文無關語言度宦，反之踢匣，則不成立。
其中戈抄，2型和3型文法用的最多离唬，有特殊的名字，稱為划鸽，上下文無關文法输莺，正則文法。
我們似乎發(fā)現(xiàn)了裸诽，這里也出現(xiàn)了“正則”兩個字嫂用，難道與正則表達式有關？
確實崭捍，正則表達式，是正則文法的便利寫法啰脚。
正則表達式所描述的語言殷蛇，就是正則語言。
S表達式
了解過Racket之后橄浓，我們發(fā)現(xiàn)Racket程序都用一種稱為S表達式的語法寫成粒梦。
S表達式，是Lisp語言的特色荸实，它是二叉樹的一種線性編碼匀们。
我們知道二叉樹是很重要的數(shù)據(jù)結構，可以用來存儲結構化的數(shù)據(jù)准给。例如：
*
/ \
* *
/ \ / \
a b c d
二叉樹的每個節(jié)點泄朴，或者是葉節(jié)點重抖，或者有2個子節(jié)點，葉節(jié)點可以用來存儲數(shù)據(jù)祖灰。
可是钟沛，這樣表示二叉樹，太麻煩了局扶，不容易書寫恨统。
于是，先哲們發(fā)明了“點對表示法”三妈，((a . b) . (c . d))可以表示上面的二叉樹畜埋，
其中“.”表示節(jié)點。
S表達式是點對表示法的形式定義：
Atom ::= Num | Symbol
S-exp ::= Atom | "(" S-exp "." S-exp ")"
所以畴蒲，S表達式或者是原子（Atom）悠鞍，或者是遞歸的由其他S表達式構成的點對。
實際使用時饿凛，書寫S表達式狞玛，還要同時寫很多點號“.”，這也是一件麻煩的事情涧窒。
因此心肪，Lisp語言定義了一套S表達式的化簡規(guī)則。
（1）如果一個點號右鄰一個左括號纠吴，那么就可以將這個點號硬鞍，左括號以及匹配的右括號，一起去掉戴已。
例如：(a . (b . c)) <=> (a b . c)
（2）如果一個點號右鄰原子nil固该，那么就可以把這個點號和原子nil，一起去掉糖儡。
例如：(a . (b . nil)) <=> (a b . nil) <=> (a b)
同像性
同像性伐坏，指的是程序和程序所操作的數(shù)據(jù)采用了統(tǒng)一編碼。
Lisp語言使用了S表達式握联，例如桦沉，(fn x)，
既可以看做是程序金闽，用參數(shù)x調(diào)用函數(shù)fn纯露，
也可以看做是數(shù)據(jù)，由符號fn和符號x構成的列表代芜。
同像性使得我們埠褪，可以像處理數(shù)據(jù)一樣處理代碼。
做一些代碼轉換之類的工作，十分簡單钞速。
例如贷掖，
當遇到(fn x)時，
我們可以讓它先轉換成玉工，
(begin
(display x)
(gn x))
然后再執(zhí)行羽资。
甚至也可以用來定義變量，
(define-with-display (f a)
(g a))
轉換成遵班，
(define (f a)
(display a)
(g a))
這種代碼層面的轉換稱為“宏”(macro)屠升。
引用
在Lisp語言中，引用（quotation）是一個很獨特的概念狭郑。
這與按引用傳參（call by reference）完全是兩碼事腹暖。
在Lisp程序中，我們知道(+ 1 2)是一個加法調(diào)用翰萨，
但是它也可以表示由3個符號+脏答，1和2構成的列表。
列表是數(shù)據(jù)亩鬼，加法調(diào)用是程序殖告，它們雖然采用了相同的編碼，可是我們沒有辦法區(qū)分雳锋。
首先想到的就是讓它們采用不同的編碼黄绩。例如：
我們把函數(shù)調(diào)用編碼為+[1;2]，而列表編碼為(+ 1 2)
人們一開始也是這么做的玷过，+[1;2]稱為M表達式爽丹，(+ 1 2)稱為S表達式。
可是辛蚊，后來人們發(fā)現(xiàn)粤蝎，如果用Lisp語言來處理Lisp程序文本時，
不同的編碼袋马，會增加難度初澎，即，失去了同像性的種種優(yōu)勢虑凛。
另一方面碑宴，程序主要是由函數(shù)調(diào)用組成的，把程序看成數(shù)據(jù)是更少見的一種場景卧檐。
所以墓懂，人們進行了以下編碼焰宣，
函數(shù)調(diào)用編碼為(+ 1 2)
而列表編碼為(quote (+ 1 2))
即霉囚，(+ 1 2)求值，會導致函數(shù)調(diào)用匕积。
(quote (+ 1 2))求值盈罐，會得到一個列表榜跌。
于是，我們就統(tǒng)一的用S表達式盅粪，完成了對程序和數(shù)據(jù)的相同編碼钓葫。
后文所需要的基礎
下一篇文章，我們要回到高階函數(shù)上來了票顾，我們要寫一個簡易的解釋器础浮，
實現(xiàn)詞法作用域，然后自然的得到閉包這種數(shù)據(jù)結構奠骄。
所以豆同，Racket語法方面，大家還是抽空多了解下吧含鳞。
