Lisp 中的内存分配

Question

> (cons 2 3) 
(2 . 3)

Lisp 环境只需要分配一个 cons 单元来连接这两个项目。

以上内容来自 Lisp 书籍《Land of Lisp》。我不明白为什么这对只位于一个缺点单元中。这些数据的内存是什么样的？

Answer 1

一个 cons 单元格始终包含两个值，称为 car 和 cdr：

+-----+-----+
| car | cdr |
+-----+-----+

为了表示一个 cons 单元格，Lisp 有“点符号”：

(car . cdr)

函数 cons 从它的两个参数创建这样一个 cons 单元：

(cons 1 2)
=> (1 . 2)

可以这样想：

+-----+-----+
|  1  |  2  |
+-----+-----+

cons 单元格的值也可以是指向其他事物的“引用”或“指针”。例如，那些其他东西可以是其他 cons 单元格：

+-----+-----+     +-----+-----+
|  1  |   ------->|  2  | nil |
+-----+-----+     +-----+-----+

这将是点符号的(1 . (2 . nil))。这个链接在 Lisp 中用于表示列表。由于列表用于表示代码，因此它们对于 Lisp 很重要。因此，它们有一个更短的符号：(1 2)。

Answer 2

CONS 单元格是包含两个字段的记录。

在许多 Lisp 实现中，有针对 cons 单元的特殊优化。一个典型的例子是 fixnum 数字直接存储在字段中 - 没有指针。只要数据适合内存，就可以直接存储。例如，这也可能是字符的情况。也可以存储具有两个字符的 cons 单元格，以便将字符编码到字段中。

对于其他更大的数据，有指向该数据的指针存储在 cons 单元中。

那么还要注意两者的区别：

(cons 1 2)

和

(list 1 2)

(cons 1 2) 创建单个 cons 单元格。 (list 1 2) 创建两个 cons 单元格。第一个 cons 单元包含 1 和指向第二个的指针。第二个 cons 单元格包含 2 和 NIL（列表结束标记）。

因此，作为一种优化，通常在键/值对中只使用 cons 单元格而不是列表。

((age . 22) (name . "Barbara))

对比

((age 22) (name "Barbara"))

后者使用了另外两个 cons 单元格。

Answer 3

我认为 lisp 的缺点类似于（仅用于解释，不是真正的代码）

typedef struct _cons
{
    void* car;
    void* cdr;
} cons;

这就是“单一缺点”的意思。

Answer 4

记忆是一种幻觉：

(define (cons a d)
    (lambda (f) (f a d)))

(define (car x)
    (x (lambda (theCar theCdr) theCar)))

(define (cdr x)
    (x (lambda (theCar theCdr) theCdr)))

看马，不需要内存！

（开个玩笑）