Clojure與Lisp

"Lisp 不是一門語言骤坐，它是一種構(gòu)建素材。" (艾倫·凱)

"任何C或Fortran程序復(fù)雜到一定程度之后，都會(huì)包含一個(gè)臨時(shí)開發(fā)的、只有一半功能的弟翘、不完全符合規(guī)格的虫腋、到處都是bug的、運(yùn)行速度很慢的Common Lisp實(shí)現(xiàn)稀余。"(格林斯潘第十定律（Greenspun's Tenth Rule）)

Clojure是一門Lisp方言(Lisp dialect).

Lisp 是一種編程語言悦冀，以表達(dá)性和功能強(qiáng)大著稱，但人們通常認(rèn)為它不太適合應(yīng)用于一般情況滚躯。Clojure 是一種運(yùn)行在 Java? 平臺(tái)上的 Lisp 方言雏门，它的出現(xiàn)徹底改變了這一現(xiàn)狀嘿歌。如今掸掏，在任何具備 Java 虛擬機(jī)的地方，都可以利用 Lisp 的強(qiáng)大功能宙帝。

Clojure 是完全的,真正意義上的神圣的lisp語言的一個(gè)方言.

lisp語言因?yàn)槠錈o以倫比強(qiáng)大能力和幾乎無窮的表達(dá)力而獲得了盛譽(yù),Clojure自然也不例外. 它的功能和元編程的能力是建立在這樣的基礎(chǔ)之上的:異常馴服的C語言的"石頭" 或 具有 延展性的java語言的"木頭" . 你可以用幾百行甚至幾十行Clojure代碼取替代幾千行靜態(tài)語言 的代碼,伴隨著這而來的是bug數(shù)量的減少和開發(fā)時(shí)間的縮短.

樣板代碼(Boilerplate code )被完全刪去. 域指定語言(Domain Specific Languages ) 不僅 簡(jiǎn)單,而且更一般化--lisp程序往往是按照 "自下而上" 的開發(fā)方式寫成的. 展開式(演進(jìn)式)的 結(jié)構(gòu)和語法更適合特定的問題領(lǐng)域. 你在程序運(yùn)行的時(shí)候取修改程序,而不需要重新編譯或重啟 程序.

但是,歷史上也有對(duì)lisp進(jìn)行詆毀的人,或許稱為抱怨更為合適. lisp發(fā)展過程中,沒有完整的規(guī)范, 各種不兼容的實(shí)現(xiàn),陳舊落伍的限制.cruft accumulate 在其存在的四五十年里一直存在. 對(duì)于 大多數(shù)人來說,它的語法過于詭異了.

Clojure 修正上面的大多數(shù)這些問題. 它保留了 lisp 的思想和哲學(xué),并同時(shí)清除了過去的很多限制. Clojure 高速丧凤、干凈、具有優(yōu)先能力和優(yōu)雅的特征. 但是沒有改變lisp中 "代碼也是數(shù)據(jù)" 的哲學(xué). Clojure 語言在直覺和觀感上比歷史上的lisp更易于閱讀. 在后面開始學(xué)習(xí)的初級(jí)階段,你就發(fā)現(xiàn)雖然 仍有各種括號(hào),但是代碼是難以置信的容易讀和寫.

對(duì)于那些熟悉lisp語言的人來說,他們很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)他們非常適應(yīng)Clojure.

Lisp簡(jiǎn)史

1958年步脓，John McCarthy設(shè)計(jì)了Lisp語言

20世紀(jì)50年代中期愿待，在大多數(shù)計(jì)算機(jī)處理的都是數(shù)值數(shù)據(jù)等，包括語言學(xué)靴患、心理學(xué)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域上一些人們開始對(duì)人工智能產(chǎn)生了興趣仍侥。覺得必須實(shí)現(xiàn)共同需要的一個(gè)方法，使計(jì)算機(jī)能夠處理鏈表中的符號(hào)數(shù)據(jù)鸳君，允許語言的處理农渊、信息存入和檢索、定理證明的過程機(jī)器化或颊。IBM是首先對(duì)人工智能開發(fā)有興趣的商業(yè)機(jī)構(gòu)之一砸紊。

1958年夏天，來自麻省理工學(xué)院的人工智能研究先驅(qū)約翰·麥卡錫（John McCarthy）參與IBM資訊研究部的工作囱挑，研究符號(hào)運(yùn)算及應(yīng)用需求醉顽。可是平挑，IBM旗下的Fortran表處理語言卻未能支援符號(hào)運(yùn)算的遞歸游添、條件表達(dá)式、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配及隱式回收等功能通熄。約翰·麥卡錫于1958年秋季回到麻省理工學(xué)院后唆涝，和Marvin Minsky組成了人工智能項(xiàng)目。開展一個(gè)表處理軟件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)McCarthy提出建議采納者程序的工作棠隐，爾后推動(dòng)了表處理語言LISP的誕生石抡。

1960年4月，麥卡錫在ACM雜志發(fā)表了一片文章《遞回函數(shù)的符號(hào)表達(dá)式以及由機(jī)器運(yùn)算的方式助泽，第一部》.

自1960代末年至1980年初年啰扛，各種更新LISP版本涌現(xiàn)嚎京，有源自加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的Franz Lisp、在AutoCAD運(yùn)行的AutoLISP前身XLISP隐解、猶他大學(xué)開展的Standard Lisp及Portable Standard Lisp鞍帝、專屬于Lisp機(jī)器上運(yùn)行的ZetaLisp、源自法國(guó)國(guó)家信息與自動(dòng)化研究所的LeLisp煞茫、以及MIT人工智能實(shí)驗(yàn)室的Gerald Sussman與Guy Steele所開發(fā)的Scheme等帕涌。
　　
1984年，改良自MacLisp续徽、集各版本大成蚓曼、跨平臺(tái)、且被目為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的Common Lisp誕生钦扭。至1994年纫版，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ANSI)對(duì)Common Lisp語言進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。

自穩(wěn)定運(yùn)行的Common Lisp出現(xiàn)起客情，再有各機(jī)構(gòu)按各自所需而開展后續(xù)Lisp其弊，包括1990年來自歐洲用戶的EuLisp、運(yùn)行于Java虛擬機(jī)的Clojure膀斋、受到Maclisp影響而創(chuàng)的Emacs Lisp梭伐、以及自由開源來自卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的CMUCL、還有IsLisp仰担，Racket糊识，ACL2等蓬勃涌現(xiàn)。

自2000年起惰匙，LISP共享者合力支援的自由開源社區(qū)逐漸形成技掏，致力于LISP后續(xù)發(fā)展。

當(dāng)前最新潮的編程語言项鬼，只是實(shí)現(xiàn)了他在1958年的設(shè)想而已哑梳。

這怎么可能呢？計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展绘盟，不是日新月異嗎鸠真？1958年的技術(shù)，怎么可能超過今天的水平呢龄毡？

這是因?yàn)镴ohn McCarthy本來沒打算把Lisp設(shè)計(jì)成編程語言吠卷，至少不是我們現(xiàn)在意義上的編程語言。他的原意只是想做一種理論演算沦零，用更簡(jiǎn)潔的方式定義圖靈機(jī)祭隔。

所以，為什么上個(gè)世紀(jì)50年代的編程語言路操，到現(xiàn)在還沒有過時(shí)疾渴？簡(jiǎn)單說千贯，因?yàn)檫@種語言本質(zhì)上不是一種技術(shù)，而是數(shù)學(xué)搞坝。數(shù)學(xué)是不會(huì)過時(shí)的搔谴。

Lisp語言就好比是快速排序（Quicksort）算法,這種算法是1960年提出的，至今仍然是最快的通用排序方法桩撮。

Lisp的思想

Lisp語言誕生的時(shí)候敦第，就包含了9種新思想。其中一些我們今天已經(jīng)習(xí)以為常店量，另一些則剛剛在其他高級(jí)語言中出現(xiàn)芜果，至今還有2種是Lisp獨(dú)有的。按照被大眾接受的程度垫桂，這9種思想依次是：

1 條件結(jié)構(gòu)（即"if-then-else"結(jié)構(gòu)）

現(xiàn)在大家都覺得這是理所當(dāng)然的师幕，但是Fortran I就沒有這個(gè)結(jié)構(gòu)粟按，它只有基于底層機(jī)器指令的goto結(jié)構(gòu)诬滩。

2 函數(shù)也是一種數(shù)據(jù)類型

在Lisp語言中，函數(shù)與整數(shù)或字符串一樣灭将，也屬于數(shù)據(jù)類型的一種疼鸟。它有自己的字面表示形式（literal representation），能夠儲(chǔ)存在變量中庙曙，也能當(dāng)作參數(shù)傳遞空镜。一種數(shù)據(jù)類型應(yīng)該有的功能，它都有捌朴。

3 遞歸

Lisp是第一種支持遞歸函數(shù)的高級(jí)語言吴攒。

4 變量的動(dòng)態(tài)類型

在Lisp語言中，所有變量實(shí)際上都是指針砂蔽，所指向的值有類型之分洼怔，而變量本身沒有。復(fù)制變量就相當(dāng)于復(fù)制指針左驾，而不是復(fù)制它們指向的數(shù)據(jù)镣隶。

5 垃圾回收機(jī)制

6 程序由表達(dá)式（expression）組成

Lisp程序是一些表達(dá)式區(qū)塊的集合，每個(gè)表達(dá)式都返回一個(gè)值诡右。

7 符號(hào)（symbol）類型

符號(hào)實(shí)際上是一種指針安岂，指向儲(chǔ)存在哈希表中的字符串。

8 代碼使用符號(hào)和常量組成的樹形表示法（notation）

9 無論什么時(shí)候帆吻，整個(gè)語言都是可用的

Lisp并不真正區(qū)分讀取期域那、編譯期和運(yùn)行期。你可以在讀取期編譯或運(yùn)行代碼猜煮；也可以在編譯期讀取或運(yùn)行代碼次员；還可以在運(yùn)行期讀取或者編譯代碼样眠。

在讀取期運(yùn)行代碼，使得用戶可以重新調(diào)整（reprogram）Lisp的語法翠肘；

在編譯期運(yùn)行代碼檐束，則是Lisp宏的工作基礎(chǔ)；

在運(yùn)行期編譯代碼束倍，使得Lisp可以在Emacs這樣的程序中被丧，充當(dāng)擴(kuò)展語言（extension language）；

在運(yùn)行期讀取代碼绪妹，使得程序之間可以用S-表達(dá)式（S-expression）通信甥桂，近來XML格式的出現(xiàn)使得這個(gè)概念被重新"發(fā)明"出來了。

Lisp的宏

Lisp語言剛出現(xiàn)的時(shí)候邮旷，它的思想與其他編程語言大相徑庭黄选。后者的設(shè)計(jì)思想主要由50年代后期的硬件決定。隨著時(shí)間流逝婶肩，流行的編程語言不斷更新?lián)Q代办陷，語言設(shè)計(jì)思想逐漸向Lisp靠攏。

思想1到思想5已經(jīng)被廣泛接受律歼，思想6開始在主流編程語言中出現(xiàn)民镜，思想7在Python語言中有所實(shí)現(xiàn)，不過似乎沒有專用的語法险毁。

思想8可能是最有意思的一點(diǎn)制圈。它與思想9只是由于偶然原因，才成為L(zhǎng)isp語言的一部分畔况，因?yàn)樗鼈儾粚儆贘ohn McCarthy的原始構(gòu)想鲸鹦，是由他的學(xué)生Steve Russell自行添加的。它們從此使得Lisp看上去很古怪跷跪，但也成為了這種語言最獨(dú)一無二的特點(diǎn)馋嗜。

Lisp古怪的形式，倒不是因?yàn)樗恼Z法很古怪域庇，而是因?yàn)樗緵]有語法嵌戈，程序直接以解析樹（parse tree）的形式表達(dá)出來。在其他語言中听皿，這種形式只是經(jīng)過解析在后臺(tái)產(chǎn)生熟呛，但是Lisp直接采用它作為表達(dá)形式。它由列表構(gòu)成尉姨，而列表則是Lisp的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)庵朝。

用一門語言自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達(dá)該語言，這被證明是非常強(qiáng)大的功能。思想8和思想9九府，意味著你可以寫出一種能夠自己編程的程序椎瘟。這可能聽起來很怪異，但是對(duì)于Lisp語言卻是再普通不過侄旬。最常用的做法就是使用宏肺蔚。

術(shù)語"宏"在Lisp語言中，與其他語言中的意思不一樣儡羔。Lisp宏無所不包宣羊，它既可能是某樣表達(dá)式的縮略形式，也可能是一種新語言的編譯器汰蜘。如果你想真正地理解Lisp語言仇冯，或者想拓寬你的編程視野，那么你必須學(xué)習(xí)宏族操。

如果你創(chuàng)造了一種新語言苛坚，其中有car、cdr色难、cons泼舱、quote、cond莱预、atom柠掂、eq這樣的功能，還有一種把函數(shù)寫成列表的表示方法依沮，那么在它們的基礎(chǔ)上，你完全可以推導(dǎo)出Lisp語言的所有其他部分枪狂。事實(shí)上危喉，Lisp語言就是這樣定義的，John McCarthy把語言設(shè)計(jì)成這個(gè)樣子州疾，就是為了讓這種推導(dǎo)成為可能辜限。

Clojure簡(jiǎn)介

運(yùn)行于Java虛擬機(jī)的List方言Clojure.

Lisp是一種以表達(dá)性和功能強(qiáng)大著稱的編程語言，但人們通常認(rèn)為它不太適合應(yīng)用于一般情況严蓖，而Clojure的出現(xiàn)徹底改變了這一現(xiàn)狀薄嫡。如今，在任何具備 Java 虛擬機(jī)的地方颗胡，都可以使用 Lisp 的強(qiáng)大功能毫深。

Clojure 是一種函數(shù)式編程語言

它囊括了函數(shù)式編程的所有精華：

避免了不穩(wěn)定狀態(tài)、遞歸毒姨、更高階的函數(shù)等哑蔫。

Clojure 還是一個(gè)動(dòng)態(tài)類型的語言

我們可以選擇添加類型信息來提高代碼中的關(guān)鍵路徑的性能。

Clojure 不僅可在 JVM 上運(yùn)行，而且可以與Java無縫融合(JVM平臺(tái)的語言家族原則上都支持)的互操作性闸迷。最后嵌纲，Clojure 在設(shè)計(jì)上也考慮了并發(fā)性，并具有并發(fā)編程的一些獨(dú)特特性腥沽。

Clojure的設(shè)計(jì)原則

（1）簡(jiǎn)單： 鼓勵(lì)純函數(shù)逮走，極簡(jiǎn)的語法（少數(shù)special form），個(gè)人也認(rèn)為clojure不能算是多范式的語言（有部分OO特性）今阳，為了支持多范式引入的復(fù)雜度言沐，我們?cè)贑++和Scala身上都看到了。

（2）專注：前綴運(yùn)算符不需要去考慮優(yōu)先級(jí)酣栈，也沒有什么菱形繼承的問題险胰，動(dòng)態(tài)類型系統(tǒng)（有利有弊），REPL提供的探索式編程方法（告別修改/編譯/運(yùn)行的死循環(huán)矿筝，所見即所得）起便。

（3）實(shí)用：前面提到，構(gòu)建在JVM之上窖维，跟Java語言的互操作非常容易榆综。直接調(diào)用Java方法，不去發(fā)明一套新的調(diào)用語法铸史，努力規(guī)避Java語言中繁瑣的地方(doto,箭頭宏等等）鼻疮。

（4）清晰：純函數(shù)（前面提到），immutable var琳轿，immutable數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)判沟，STM避免鎖問題。不可變減少了心智的負(fù)擔(dān)崭篡，降低了多線程編程的難度挪哄，純函數(shù)也更利于測(cè)試和調(diào)試。

（5）一致：語法的一致性：例如doseq和for宏類似琉闪，都支持destructring,支持相同的guard語句（when,while）迹炼。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一致性：sequence抽象之上的各種高階函數(shù)。

光劍說

Clojure有著獨(dú)特的吸引力颠毙，首先因?yàn)樗荓ISP —— 一門富有傳奇色彩的語言斯入，一直希望有機(jī)會(huì)可以學(xué)習(xí)一門LISP的方言；

其次Clojure是一門接地氣的語言蛀蜜，它運(yùn)行在JVM這個(gè)最成功刻两、應(yīng)用最廣泛平臺(tái)之上，能夠跟Java代碼無縫互操作涵防，JVM上所有資源都可以為Clojure所用闹伪。

Clojure是這樣的有潛力沪铭、接地氣，那么如果你要選擇一門新語言來玩玩偏瓤，不選它選什么杀怠？