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技術隨筆系列 第 30

古老但值得學習的技術 - Lisp

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本篇說明推薦學習 Lisp 的原因以及提供七天入門 Lisp 的學習參考

有一個古老但值得學習的技術是 Lisp 語言。Lisp 是最早期的高階程式語言之一,最早於 1958 年由 John McCarthy 創造。儘管它已有數十年歷史,Lisp 仍然對現代編程和計算理論有著深遠的影響,特別是在人工智慧、函數式編程、元編程和程式語言設計領域。

為什麼值得學習 Lisp?

  • 極高的表達能力:Lisp 以其簡潔的語法和強大的表達能力著稱,特別是在處理遞迴、列表操作和樹形結構方面。
  • 元編程:Lisp 支持非常強大的元編程功能,讓程式能夠動態地生成和操作自身的代碼。
  • 影響現代語言:Lisp 的概念深深影響了許多現代編程語言,如 Clojure、Scheme、Python、JavaScript 和 Ruby 等。
  • 學習編程思維:Lisp 可以讓你更好地理解函數式編程思維和編譯器、解析器的工作原理,這對掌握其他語言和技術非常有幫助。

儘管 Lisp 在主流市場的使用率較低,但它仍然是一個深入了解編程語言設計原則和計算理論的強大工具。如果你對 AI、函數式編程或元編程有興趣,Lisp 無疑是一個非常值得學習的技術。

七日內入門 Lisp 的學習計畫 (初階)

第 1 天:Lisp 簡介與安裝

目標:了解 Lisp 語言的歷史、安裝環境,並運行第一個 Lisp 程式。

學習內容:

  • 了解 Lisp 語言的歷史和重要性(你可以閱讀 Lisp Wikipedia)。
  • 安裝 Lisp 編譯器或直譯器,如 SBCL (Steel Bank Common Lisp) 或 Clojure。
  • 執行你的第一個 Lisp 程式,理解 REPL(Read-Eval-Print Loop)的概念。

資源:

  • Practical Common Lisp:這是一本免費且深入的 Common Lisp 教程,非常適合初學者。
  • Clojure 官方文檔:如果你選擇學習 Clojure,也是一個很好的資源。

第 2 天:基礎語法與數據結構

目標:學習 Lisp 的基礎語法,特別是表達式、變量綁定和列表操作。

學習內容:

  • 了解 Lisp 的表達式結構(S 表達式)以及如何計算數學運算。
  • 學習 defun 來定義函數,了解 Lisp 的函數式語言特性。
  • 熟悉基本數據類型和結構(數字、字符串、符號、列表)。

資源:

  • Learn Lisp in Y Minutes:非常簡明的語法介紹。
  • Common Lisp Cookbook:涵蓋了實用的 Lisp 操作,如數據處理。

第 3 天:條件語句與遞迴

目標:理解條件語句和遞迴,這是 Lisp 的核心功能之一。

學習內容:

  • 學習 if、cond 等條件語句。
  • 掌握遞迴函數,了解如何用遞迴來解決問題,如計算階乘和斐波那契數列。

資源:

  • Practical Common Lisp 第 5 章(條件語句)。
  • Common Lisp Cookbook 中的遞迴操作。

第 4 天:高階函數與匿名函數(lambda)

目標:理解高階函數和匿名函數,這是 Lisp 函數式編程中的重要概念。

學習內容:

  • 學習 lambda 表達式來創建匿名函數。
  • 理解 Lisp 中的高階函數,如 mapcar 和 reduce,如何處理列表。
  • 實踐使用匿名函數進行簡單的列表操作。

資源:

  • Functional Programming in Lisp。
  • Clojure 高階函數文檔。

第 5 天:宏與元編程

目標:學習 Lisp 強大的宏系統,了解元編程的基本概念。

學習內容:

  • 學習 Lisp 的宏系統和如何定義宏。
  • 了解 Lisp 的代碼即數據(code-as-data)理念,如何在元編程中使用宏生成代碼。

資源:

  • Practical Common Lisp 第 8 章(宏)。
  • On Lisp:Paul Graham 的經典 Lisp 書籍,對於宏的解釋非常深入。

第 6 天:輸入/輸出與錯誤處理

目標:掌握 Lisp 的輸入/輸出操作和錯誤處理。

學習內容:

  • 學習文件操作、讀取和寫入數據。
  • 理解 Lisp 的錯誤處理機制(handler-case、ignore-errors 等)。

資源:

  • Common Lisp 文件操作。
  • Practical Common Lisp 第 16 章(錯誤處理)。

第 7 天:實踐項目與綜合運用

目標:將之前學到的知識運用到一個小型 Lisp 項目中。

學習內容:

  • 構建一個簡單的 Lisp 項目,如列表處理工具或簡單的文本分析器。
  • 使用高階函數、宏和遞迴來解決實際問題。
  • 優化和調試你的 Lisp 程式。

資源:

  • Lisp Koans:一個學習 Lisp 的交互式練習。
  • 嘗試用你學到的 Lisp 知識解決具體問題,或參加 Lisp 社群的開源項目。

額外資源:

  • Lisperator.net:提供了豐富的 Lisp 資源、更深入的技術分析。
  • Racket 教程:Racket 是一種現代的 Lisp 方言,這裡有很多適合初學者的學習資源。

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