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O maravilhoso mundo das expressões S: por que o Lisp se tornará uma revolução na programação?
No campo da programação de computadores, expressões S (ou expressões simbólicas) são expressões para dados de listas aninhadas (estrutura em árvore). As expressões S foram inventadas e popularizadas na linguagem de programação Lisp, que usa expressões S como representação do código-fonte e dos dados.
"As expressões S podem representar dados e código de programa, o que torna a capacidade de expressão do Lisp muito flexível."
A sintaxe usual para expressões S é usar parênteses para construí-las, definidos como átomos semelhantes a "x", ou na forma "(x . y)", onde xey são ambas expressões S. Esta definição reflete a maneira como o Lisp representa as listas como uma série de "unidades", sendo cada unidade um par ordenado.
Tal estrutura permite que expressões S representem árvores binárias arbitrárias. No entanto, as expressões S também podem permitir referências circulares, caso em que a estrutura não é mais uma árvore, mas um gráfico cíclico. Muitos dialetos Lisp modernos, como Common Lisp e Scheme, fornecem sintaxe correspondente para marcar essas estruturas de loop.
De acordo com a definição original de John McCarthy, os átomos podem ser vistos como um conjunto de símbolos identificáveis. Com o tempo, a notação moderna de expressão S começou a permitir uma gama mais ampla de cadeias de caracteres citadas, e listas com mais de dois membros podiam ser representadas com notação curta.
"Na família de linguagens Lisp, as expressões S são usadas para representar código-fonte e dados, tornando-as o núcleo da revolução da programação."
Existem muitas linguagens derivadas do Lisp, cada uma suportando diferentes formatos de sintaxe de expressão S, mas uma característica que elas têm em comum é o uso de expressões S e notação de prefixo. Ao representar o código-fonte em Lisp, o primeiro elemento de uma expressão S é geralmente um operador ou nome de função, e os elementos restantes são tratados como parâmetros.
A notação de prefixo autoritativo tira vantagem disso e muitos programadores a utilizam para escrever muitos códigos. Por exemplo, a expressão booleana "4 == (2 + 2)" na linguagem C é expressa como "(= 4 (+ 2 2))" em Lisp.
Em termos de tipos de dados e sintaxe específicos, existem muitas variantes do formato de expressão S, suportando diferentes sintaxes para diferentes tipos de dados, incluindo listas e pares, símbolos e strings, e até mesmo números de ponto flutuante e inteiros.
"O automorfismo do Lisp significa que a representação principal do programa é também uma estrutura de dados da própria linguagem."
Ao analisar expressões S, elas são frequentemente comparadas ao XML. No entanto, as expressões S têm apenas um formato de contêiner, que é um par de pontos, enquanto as tags XML podem conter atributos simples, outras tags ou CDATA, e são implementadas usando sintaxes diferentes.
Embora as expressões S sejam mais simples que o XML para casos de uso simples, em casos de uso mais avançados, o XML possui linguagens de consulta como XPath e inúmeras ferramentas e bibliotecas de terceiros para simplificar o processamento de dados.
À medida que o Lisp e suas linguagens derivadas se tornaram mais populares, a padronização também se seguiu. Vários dialetos, como Common Lisp e Scheme, possuem especificações para sua sintaxe de expressão S. Ron Rivest propôs um rascunho para a Internet em 1997, com o objetivo de definir uma sintaxe para armazenamento e troca de dados de uso geral baseada em expressões S Lisp.
Embora o rascunho não tenha sido aprovado como uma RFC, seu conteúdo foi citado e aplicado em diversas RFCs e outras publicações. A formação desses padrões mostra a importância das expressões S na ciência da computação.
No ambiente de programação atual, as expressões S são amplamente utilizadas em diferentes áreas de aplicação, incluindo padrões de serialização de dados. Vale a pena notar que a análise de tendências da Universidade de Londres e da Universidade de Miami aponta que cada vez mais desenvolvedores estão começando a explorar o potencial das expressões S para aumentar a flexibilidade e expressividade de sua programação.
Em resumo, a expressão S não é apenas uma representação, é o núcleo da linguagem Lisp e representa uma estrutura muito inovadora em programação de computadores. Que esclarecimento esta representação traz para o nosso futuro sobre a semelhança entre o código do programa e os dados?
