带有 cons() 的意外输出答案

【问题标题】：Unexpected output with cons()带有 cons() 的意外输出
【发布时间】：2011-03-29 18:47:19
【问题描述】：

我来自命令式背景，但这些天我在尝试 LISP（通用 LISP）

我读到here 提到了cons

（缺点 x L）：

给定一个 LISP 对象 x 和一个列表 L，计算 (cons x L) 会创建一个列表，其中包含 x 和 L 中的元素。

当我故意不使用列表作为第二个参数时，即当我使用时

(cons 'a 'a) 我预计会出错，但哇！我得到了(A . A)。

我错过了什么，(A . A) 是什么？

【问题讨论】：

标签： lisp common-lisp cons

【解决方案1】：

Cons 构造一个“cons 单元格”。这最初与列表无关。一个 cons 单元格是一对两个值。一个 cons 单元格以书面形式由“点对”表示，例如(A . B)，其中包含'A 和'B 两个值。

cons 单元格中的两个位置称为“car”和“cdr”。您可以将这样的 cons 单元可视化为一个二等分的块：

  car   cdr
+-----+-----+
|  A  |  B  |
+-----+-----+

在 Lisp 中，值也可以是对其他东西的引用，例如，另一个 cons 单元格：

+-----+-----+       +-----+-----+
|  A  |   --------> |  B  |  C  |
+-----+-----+       +-----+-----+

这将以“点对”形式表示为(A . (B . C))。你可以这样继续：

+-----+-----+       +-----+-----+       +-----+-----+
|  A  |   --------> |  B  |   --------> |  C  |  D  |
+-----+-----+       +-----+-----+       +-----+-----+

这是(A . (B . (C . D)))。如您所见，在这样的结构中，值始终位于 cons 单元格的 car 中，而 cdr 指向结构的其余部分。一个例外是最后一个值，它在最后一个cdr 中。不过，我们不需要这个例外：在 Lisp 中有一个特殊的值 NIL，它表示“无”。通过将NIL 放入最后一个cdr，您就有了一个方便的标记值，并且所有您的值都在cars 中：

+-----+-----+       +-----+-----+       +-----+-----+       +-----+-----+
|  A  |   --------> |  B  |   --------> |  C  |   --------> |  D  | NIL |
+-----+-----+       +-----+-----+       +-----+-----+       +-----+-----+

这就是在 Lisp 中构建列表的方式。由于(A . (B . (C . (D . NIL)))) 有点笨拙，也可以简单地表示为(A B C D)。 NIL也叫空列表()；这些是同一事物的可交换符号。

现在您可以看到为什么(cons x list) 返回另一个列表了。 Cons 只是在car 中使用x 和在cdr 中对list 的引用构造另一个cons 单元格：

+-----+-----+
|  X  |   --------> list
+-----+-----+

如果list 是(A B)，则结果为：

+-----+-----+       +-----+-----+       +-----+-----+
|  X  |   --------> |  A  |   --------> |  B  | NIL |
+-----+-----+       +-----+-----+       +-----+-----+

所以，(cons x '(a b)) 的计算结果为 (x a b)。

列表只是 cons 单元格的一种非常常见的用法。实际上，您还可以从 cons 单元格、循环列表或任何有向图构造任意树。

【讨论】：

【解决方案2】：

(CONS x L)

给定 x 和 L，CONS 返回一个新的 cons 单元格，其中 x 作为该单元格的 CAR，L 作为该单元格的 CDR。

列表是 cons 单元的链接链。

CL-USER 141 > (sdraw '(a b c))

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

CL-USER 142 > (sdraw (cons 'foo '(a b c)))

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

如果 CONS 得到两个符号作为参数，它看起来像这样：

CL-USER 143 > (sdraw (cons 'foo 'bar))

[*|*]---> BAR
  |
  v
 FOO

【讨论】：

【解决方案3】：

'a 是一个 lisp 原子，(A . A) 是一个退化列表，称为 cons cell 或“点对”。由于您没有在(cons x L) 中传递参数L 的列表，因此您返回了一个单元格。

【讨论】：