Lisp递归函数在第一次调用时缺少基本情况答案

【问题标题】：Lisp recursive function missing base case on first callLisp递归函数在第一次调用时缺少基本情况
【发布时间】：2016-04-13 14:19:46
【问题描述】：

我昨天开始用 lisp 编程，所以如果我犯了一些真正的新手错误，请原谅。我正在尝试创建一个函数，该函数使用钟形三角形计算钟形数，而我的递归三角形函数无法正常工作。我还确定如果我的递归三角形函数正常工作，那么我的递归钟形函数也会以某种方式被破坏。

当我测试我的三角形函数时，我得到了输出：

(defun bell(l n)
    (if(< n 1)(list 1))
    (if (= n 1)(last l))
    (bell (triangle (reverse l) (last l) (list-length l)) (- n 1))
)
(defun triangle(pL nL i)
    (if(<= i 0)
        (write "equals zero!")
        (reverse nL)
    )
    (triangle pL (append (list (+ (nth i pL) (nth i nL))) nL) (- i 1))  
)
(write (triangle '(1) '(1) 0))


=>


"equals zero!""equals zero!"
*** - NTH: -1 is not a non-negative integer

由于某种原因，它会打印我的调试代码两次，即使该函数在第一次调用时应该满足我的基本情况。

【问题讨论】：

我回滚了对标题的编辑，因为当 OP is 试图创建一个三角形时，OP 也发现了真正的问题：函数 isn't 终止于预期的基本情况，这是因为 if 的分组。虽然三角形的解决方案可能对 OP 有所帮助，但问题实际上集中在为什么 (defun foo (n) (if (= n 0) 35) 42) 将总是返回 42，即使 n 为 0。这是因为代码忽略了如果.
@JoshuaTaylor 我明白你的意思。 OP 不是在问如何解决三角形，而是问他为什么会出现这个错误。无论如何，我认为这篇文章可能会更有帮助，并且更容易找到更合适的标题，因为当前的帖子甚至不代表错误。

标签： recursion lisp common-lisp

【解决方案1】：

由于某种原因，它会打印我的调试代码两次，即使该函数在第一次调用时应该满足我的基本情况。

它被打印了两次，因为if 没有按照您的想法执行。第一个 if 测试为真，因此 等于零！ 被打印出来。之后，调用三角形函数的递归调用。测试再次为真 (-1 等于零！再次打印。最后，你会得到一个错误，因为nthcdr 函数是用-1 调用的。我强烈推荐你一个好的 lisp 调试器。 Lispworks 的那个不错。

老实说，我不明白你试图用你的代码实现什么的逻辑。所以我写了我的：

(defun generate-level (l &optional (result))
  "given a list l that represents a triangle level, it generates the next level"
  (if (null l) result
    (if (null result)
        (generate-level l (list (car (last l))))
      (generate-level (cdr l) (append result 
                                      (list (+ (car l) 
                                               (car (last result)))))))))


(defun bell (levels &optional (l))
  "generate a bell triangle with the number of labels given by the first parameter"
  (unless (zerop levels)
        (let ((to-print (if (null l) (list 1) (generate-level l))))
          (print to-print)
          (bell (1- levels) to-print))))

了解实现的事项：

&optional (parameter)：这个参数是可选的，默认为nil。
append 连接两个列表。我用它来插入列表的后面。
let ((to-print x)) 创建一个名为to-print 的新变量绑定（局部变量）并初始化为x。
我差点忘了提到if 在普通 lisp 中的工作原理： (if (= x 1) y z) 表示如果 x 等于 1 则返回 y，否则返回 z。

现在，如果您调用该函数来创建一个 7 层的贝尔三角形：

CL-USER 9 > (bell 7)

(1) 
(1 2) 
(2 3 5) 
(5 7 10 15) 
(15 20 27 37 52) 
(52 67 87 114 151 203) 
(203 255 322 409 523 674 877) 
NIL

使用适当的填充打印会更好，如下所示：

                    1
                 1     2
              2     3     5
           5     7    10    15
       15    20    27    37    52
    52    67    87   114   151   203
203   255   322   409   523   674   877

但我把它作为练习留给读者。

【讨论】：

代码上的一些小问题：BELL 中似乎有一个不必要的AND。您还应该使用UNLESS 而不是(WHEN (NOT ...))，并且(IF (NULL L) ...) 可以移动到LET 绑定中，因此您不需要重复代码。也许也可以使用COND，而不是在GENERATE-LEVEL 中嵌套IFs。
@jkiiski 谢谢！我已经有一段时间没有用 Lisp 编码了，我已经生疏了。
@FrankS101 感谢您的深入解释和解决方案。我最终弄清楚了 if 条件的工作方式。这是我从命令式编程到函数式编程的第一次跳跃，所以我有点挣扎。我只需要第 n 个铃号而不是整个三角形，这是实现这一目标最简单的方法，所以我选择了这种方法。

【解决方案2】：

您的 if 没有任何效果。它们被评估并产生结果，但随后您将它们丢弃。就像

(defun abc ()
  'a
  'b
  'c)

将评估 'a 和 'b 以生成符号 a 和 b，然后评估'c 生成符号 c，然后将其返回。在

的情况下

(if(<= i 0)
        (write "equals zero!")  ; then 
        (reverse nL)            ; else
    )

您正在比较 i 是否小于或等于零，如果是，则打印为零，如果不是，则（非破坏性地）反转 nL 并丢弃结果。然后通过调用triangle 来完成该函数。当 i 小于或等于零时，您可能想要 return 反转的 nL。请改用 cond，因为您可以有多种正文形式，例如：

(cond
  ((<= i 0) (write ...) (reverse nL))
  (t (triangle ...)))

您还可以使用 if 和 progn 对表单进行分组：

(if (<= i 0) 
  (progn 
    (write ...)
    (reverse nL))
  (triangle ...))

您的其他功能也有同样的问题。如果您想在第一种情况下返回值，则需要使用实际返回它们的表单。例如：

(if (< n 1)
    (list 1)
    (if (= n 1)
        (last l)
        (bell #| ... |#)))

更惯用的是 cond，并使用 list 而不是 l，这看起来很像 1 ：

(cond
  ((< n 1) (list 1))
  ((= n 1) (last list))
  (t (bell #| ... |#)))

【讨论】：

【解决方案3】：

谢谢大家的解释。我最终到达了下面的代码。我意识到 if 块的工作原理类似于..

(if(条件)(执行语句)(否则执行该语句))

(defun bell(l n)
    (if (< n 2)(last l)
        (bell (triangle l (last l) 0) (- n 1))
    )
)
(defun triangle(pL nL i)
    (if(= i (list-length pL)) nL
        (triangle pL (append  nL (list (+ (nth  i pL) (nth i nL)))) (+ i 1))
    )  
)
(write (bell (list 1) 10))

【讨论】：