Lisp 中值的内存表示答案

【问题标题】：Memory representation of values in LispLisp 中值的内存表示
【发布时间】：2015-01-24 18:11:20
【问题描述】：

我读到在原始 lisp 中，CONS 在内存中以 36 位表示，前 18 位用于 CAR（15 位是地址，3 位告诉它是 ATOM 的地址还是另一个 CONS），后 18 位是对于 CDR（15 位 ...）。我的问题是，如果 ATOM 需要超过一个字节，例如字符串，它的表示形式是什么？

【问题讨论】：

标签： lisp

【解决方案1】：

“Lisp”是一个家族语言，而不是单一语言。该家族中的许多语言（例如，Common Lisp）没有指定内部表示，而是指定结构和功能必须保留的合同。在cons的情况下，大致是等式：

(car (cons x y)) == x
(cdr (cons x y)) == y

以及要求 cons 每次调用时都返回一个新对象。在某些 Lisps 中，cons 单元格是不可变的，因此不存在返回新对象的要求。

当然，实际上是有实现的，而且它们确实必须存储东西，问他们如何做到这一点并不是没有道理的。一般来说，最好将 cons 单元格视为一个足够大的结构以容纳两个指针，并且可能包含一些保存其类型的信息（以便可以将其识别为 cons 单元格）。但是，实现使用的指针可能会被标记，因此如果例如前三位是一些特殊值，则“指针”可以被识别为一些原始值的编码。

这里的重要部分是您通常不需要知道机器上的底层表示，并且在您知道的情况下（例如，如果您正在编写代码以与另一种语言（例如，C ))，那么您正在寻找的答案将针对每个实现。

【讨论】：

CONS 单元是大多数 Lisps 的基础，实现会做一些特殊的事情来优化它们的运行时。例如，它们通常不像表示两个元素向量那样表示。例如，通过键入对 cons 单元格的引用来避免每个 cons 单元格的标记可能很有用。在抽象级别上没有区别，但在运行时引擎级别上可能会有很大的不同。我担心 Lisp 的实现细节在这里有点离题 - 除非它们创建程序员可见的效果。

【解决方案2】：

第一个 LISP 没有字符串。它只有符号和缺点。 John McCarthy's paper 中略微描述了符号字母的存储方式。字母编码为 6 位，每个地址为 5 位。一个列表（称为关联列表）将这些组合在一起，因此您可以拥有超过 5 个字母符号。

用户永远不会接触到这些结构，所以你如何去做并不重要。我在 BrainF*ck 中制作了自己的 McCarthy Lisp Zozotez，并将我的符号名称编码为 cons，其中 car 始终是 ascii 值，cdr 要么是带有字母的新缺点，要么是 NIL .

PS：现代 Lisps 将字符作为原始类型，类似于符号。字符串是一个字符序列。 Common Lisp 使用具有特殊类型的一维数组（=vectors）来区分字符串和其他数组，并要求它们具有字符元素。与其他向量和列表一样，您不能仅将其作为值进行比较，而是使用字符串谓词或 equal 和 equalp 来比较序列的各个部分。

【讨论】：

这个麦克查蒂是谁？ Common Lisp 之类的字符串是向量而不是列表。
@RainerJoswig 更好？它是列表还是向量并不重要，因为我只是想指出它们是序列而不是原始对象。是的，最好学会正确地写我英雄的名字:-)

【解决方案3】：

最常见的引用符号的 cons 单元格只包含一个指向描述它的结构的指针。所以 EQ 可以实现为指针比较。这三个附加位用于保存一些类型信息，因此即使是 FIXNUMS 也可以通过这种方式进行编码和比较。

【讨论】：