Informatica teorica Lez. n 12 Introduzione al Lisp. Introduzione al Lisp. Prof. Giorgio Ausiello Università di Roma La Sapienza

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1 Introduzione al Lisp

2 Argomenti della lezione Aspetti generali del Lisp S-espressioni Funzioni predefinite Definizione di funzioni e costrutti programmativi

3 Lisp Ispirato da funzioni ricorsive e lambda calcolo Inventato da John McCarthy Progenitore dei linguaggi di programmazione funzionale

4 Lisp: List Processor LISP è stato disegnato originariamente per l Intelligenza Artificiale Ha vari dialetti: Common Lisp, FranzLisp, AutoLisp, etc.

5 Lisp: List Processor È basato su un approccio ricorsivo ed incrementale Prevalentemente utilizzato mediante interpreti

6 Lisp: Stile interattivo Utente: definisce funzioni o richiede un calcolo Interprete: accetta la definizione o esegue il calcolo

7 Tipi di dato in Lisp S - espressioni Liste Atomi Sequenza di S-espressioni Lista vuota Simboli Numeri Floating point Integer

8 Esempi Lista vuota: ( ) anche chiamata NIL Atomo: ALPHA Lista (piatta): ( A B D) D ) Lista: ( A B ( D E ) A) Intero: 3 Floating point: 3.14

9 Liste Una lista può contenere come elementi atomi o altre liste La sequenza è racchiusa tra parentesi Una lista può essere vuota

10 Operazioni su liste CAR: restituisce il primo elemento di una lista (CAR (5 2 9)) 5 CDR: restituisce la lista senza il primo elemento (CDR (5 2 9)) (2 9) Possiamo mescolare CAR e CDR in ogni combinazione

11 Esempi (CAR (CDR L)) = (CADR L) Es. : (CAR (CDR ( ))) 2 (CDR (CAR L)) = (CDAR L) Es.: (CDR (CAR ((1 2)(2 3)(3 4)(4 5)))) (2) (CAR NIL) = (CDR NIL) = NIL

12 QUOTE ( ) Notazione prefissa: il primo elemento di una lista è la funzione, gli altri elementi sono gli operandi Come distinguo (+ 1 1) (= somma dei numeri 1 e 1) dalla lista costituita dai simboli +, 1 e 1?

13 QUOTE ( ) Soluzione: operatore QUOTE (abbreviato con l apice): (QUOTE (A B C)) o (A B C) La lista (A B C) non viene valutata (cioé non si cerca una funzione A da applicare a B e C)

14 Altre operazioni su liste: CONS CONS: Accetta un elemento e una lista e restituisce la lista con l elemento inserito al primo posto (CONS A (B C)) (A B C) (CONS A (CDR (B C))) (A C)

15 Funzioni aritmetiche ( ) 5.64 (+ 2 (+ 3 6)) 11 (* 6 4) 24 (/ 25 5) 5

16 Float e Integer (/27 9) 3 (/ ) 3.5 Divisione tra interi con risultato intero Divisione tra reali (/(FLOAT 14) (FLOAT 4)) 3.5 Divisione tra reali

17 Altre funzioni matematiche (MAX 7 6 8) 8 (MIN 7 6 8) 6 (ABS -8) 8 (EXPT 2 3) 8

18 Altre funzioni matematiche (SQRT 25) 5 (ROUND 1.25) 1 (ROUND 1.75) 2 X intero: X=(ROUND (FLOAT X))

19 Altre funzioni matematiche (TRUNCATE 14 4) 3 Divisione tra interi (REM 14 4) 2 X,Y interi; Y diverso da 0: (+ (* (TRUNCATE X Y) Y) (REM X Y)=X

20 Funzioni predefinite su liste: LIST LIST prende n operandi e restituisce la lista i cui elementi sono gli n operandi (LIST A) (A) (LIST A B) (A B) (LIST A (CDR (A B C))) (A (B C))

21 Funzioni predefinite su liste: APPEND APPEND prende n liste e restituisce la lista composta dagli elementi delle n liste (APPEND (1 2) (3 4)) ( ) (APPEND (1 2) (CDR (1 2))) (1 2 CDR (1 2))

22 Predicati True/False In Lisp la lista vuota (NIL) è False; tutto il resto è True Per indicare esplicitamente il valore True si usa T

23 Esempi di predicati ATOM verifica se l operando èun atomo LISTP verifica se l operando è una lista NULL verifica se l operando è una lista vuota

24 Esempi di predicati EQ verifica se gli operandi (S-espressioni) sono uguali Oltre a questi ci sono, tra gli altri, gli operatori relazionali: =, >,< che operano su numeri

25 Numero di operandi N: +,*,-,/,MAX, MIN, APPEND, LIST, AND 2: TRUNCATE, REM, EXPT, EQ, =, >,< 1: ABS, SQRT, FLOAT, NOT, NULL, ATOM, LISTP

26 Definizione di funzioni: DEFUN Sintassi: (DEFUN <nome_funzione> (<operando1> <operando2> <operandon>) (<corpo_della_funzione>))

27 Esempio di definizione di funzione (DEFUN Secondo (L) (CADR L)) Esempio: (Secondo ( A C D)) C

28 Espressioni condizionali: COND Sintassi (COND (<espressione1><azione1>) (<espressione2><azione2>) (<espressionen><azionen>) )

29 Esempio: funzione PARI PARI(X) = T se X è pari NIL altrimenti (DEFUN PARI (X) (COND ((= (REM X 2) 0) T) (T NIL) ))

30 Ricursione APPARTIENE(A,L) = T se A appartiene alla lista L NIL altrimenti (DEFUN APPARTIENE (A L) (COND ((NULL L) NIL) ((EQ A (CAR L)) T) (T (APPARTIENE A (CDR L))))) (APPARTIENE 'A '(A B C)) T

31 Altri esempi (DEFUN UNIONE (L1 L2) (COND ((NULL L1) L2) ((APPARTIENE (CAR L1) L2) (UNIONE (CDR L1) L2) (T (UNIONE (CDR L1) (CONS (CAR L1) L2))))) (UNIONE '(A B C) '(C D E)) (B A C D E)

32 Cenni sull interprete Valutazione di S-espressioni: Atomi: la valutazione di numeri (simboli) restituisce il numero (simbolo) stesso Liste: vengono valutati tutti gli elementi di primo livello (a meno di QUOTE)

33 Cenni sull interprete Valutazione di S-espressioni: Il primo elemento è sempre un nome di funzione; viene valutato il corpo della funzione corrispondente Tutti gli altri elementi vengono valutati e i risultati corrispondenti vengono usati come argomenti della funzione