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Le monde merveilleux des S-Expressions : pourquoi Lisp a révolutionné la programmation ?
Dans le domaine de la programmation informatique, les expressions S (ou expressions symboliques) sont une expression pour les données de liste imbriquée (structure arborescente). Les expressions S ont été inventées et popularisées dans le langage de programmation Lisp, qui utilise les expressions S comme représentation à la fois du code source et des données.
"Les expressions S peuvent représenter à la fois des données et du code de programme, ce qui rend la capacité d'expression de Lisp très flexible."
La syntaxe habituelle des expressions S consiste à utiliser des parenthèses pour les construire, définies comme des atomes similaires à "x", ou de la forme "(x . y)", où x et y sont tous deux des expressions S. Cette définition reflète la façon dont Lisp représente les listes comme une série d'« unités », chaque unité étant une paire ordonnée.
Une telle structure permet aux expressions S de représenter des arbres binaires arbitraires. Cependant, les expressions S peuvent également permettre des références circulaires, auquel cas la structure n'est plus un arbre, mais un graphe cyclique. De nombreux dialectes Lisp modernes, tels que Common Lisp et Scheme, fournissent une syntaxe correspondante pour marquer ces structures de boucle.
Selon la définition originale de John McCarthy, les atomes peuvent être considérés comme un ensemble de symboles identifiables. Au fil du temps, la notation moderne des expressions S a commencé à autoriser un plus large éventail de chaînes entre guillemets, et les listes de plus de deux membres pouvaient être représentées par une notation courte.
"Dans la famille des langages Lisp, les expressions S sont utilisées pour représenter le code source et les données, ce qui en fait le cœur de la révolution de la programmation."
Il existe de nombreux langages dérivés de Lisp, chacun prenant en charge différents formats de syntaxe d'expression S, mais une caractéristique qu'ils ont en commun est l'utilisation d'expressions S et de notation de préfixe. Lors de la représentation du code source en Lisp, le premier élément d'une expression S est généralement un nom d'opérateur ou de fonction, et les éléments restants sont traités comme des paramètres.
La notation de préfixe faisant autorité en profite, et de nombreux programmeurs l'utilisent pour écrire beaucoup de code. Par exemple, l'expression booléenne "4 == (2 + 2)" en langage C est exprimée par "(= 4 (+ 2 2))" en Lisp.
En termes de types de données et de syntaxe spécifiques, il existe de nombreuses variantes du format d'expression S, prenant en charge différentes syntaxes pour différents types de données, notamment des listes et des paires, des symboles et des chaînes, et même des nombres à virgule flottante et des entiers.
"L'automorphisme de Lisp signifie que la représentation principale du programme est également une structure de données du langage lui-même."
Lors de l'analyse des expressions S, elles sont souvent comparées au XML. Cependant, les expressions S n'ont qu'une seule forme de conteneur, qui est une paire de points, tandis que les balises XML peuvent contenir des attributs simples, d'autres balises ou CDATA, et sont implémentées à l'aide de syntaxes différentes.
Bien que les expressions S soient plus simples que XML pour les cas d'utilisation simples, dans les cas d'utilisation plus avancés, XML dispose de langages de requête comme XPath et de nombreux outils et bibliothèques tierces pour simplifier le traitement des données.
À mesure que Lisp et ses langages dérivés devenaient plus populaires, la standardisation a également suivi. Plusieurs dialectes tels que Common Lisp et Scheme ont des spécifications pour leur syntaxe d'expression S. Ron Rivest a proposé un projet Internet en 1997, visant à définir une syntaxe pour le stockage et l'échange de données à usage général basée sur les expressions S Lisp.
Bien que le projet n'ait finalement pas été approuvé en tant que RFC, son contenu a été cité et appliqué dans plusieurs RFC et autres publications. La formation de ces normes montre l’importance des expressions S en informatique.
Dans l'environnement de programmation actuel, les expressions S sont largement utilisées dans différents domaines d'application, notamment dans les normes de sérialisation des données. Il convient de noter que l'analyse des tendances de l'Université de Londres et de l'Université de Miami souligne que de plus en plus de développeurs commencent à explorer le potentiel des expressions S pour améliorer la flexibilité et l'expressivité de leur programmation.
En résumé, l'expression S n'est pas seulement une représentation, elle est au cœur du langage Lisp et représente une structure très innovante en programmation informatique. Quel éclairage cette représentation apporte-t-elle à notre avenir sur les points communs entre le code du programme et les données ?
