Language
Country/Area
No result found
Удивительный мир S-выражений: почему Lisp произвел революцию в программировании?
В компьютерном программировании S-выражения (или символьные выражения) представляют собой способ выражения вложенных списков (древовидной структуры) данных. S-выражения были изобретены и популяризированы в языке программирования Lisp, который использует S-выражения как исходный код и формат представления данных.
«S-выражения могут представлять как данные, так и код, что делает Lisp очень гибким в выражении».
Общий синтаксис S-выражений строится с использованием скобок и определяется как атом типа «x» или в форме «(x.y)», где x и y являются S-выражениями. Это определение отражает способ, которым Lisp представляет списки как ряд «ячеек», каждая из которых представляет собой упорядоченную пару.
Эта структура позволяет S-выражениям представлять произвольные двоичные деревья. Однако S-выражения также могут допускать циклические ссылки, в этом случае структура уже не является деревом, а представляет собой циклический граф. Многие современные диалекты Lisp, такие как Common Lisp и Scheme, предоставляют синтаксис для обозначения этих циклических конструкций.
Согласно первоначальному определению Джона Маккарти, атом можно рассматривать как группу узнаваемых символов. Со временем современная нотация S-выражений начала допускать более широкий диапазон строк в кавычках, а списки из более чем двух элементов можно представить с помощью более короткой нотации.
«В семействе языков Lisp S-выражения используются для представления исходного кода и данных, что делает их центральными элементами революции в программировании».
Существует множество языков, произошедших от Lisp, каждый из которых поддерживает различные форматы синтаксиса S-выражений, но у всех них есть одна общая черта — использование S-выражений и префиксной нотации. При представлении исходного кода в Lisp первым элементом S-выражения обычно является имя оператора или функции, а остальные элементы считаются аргументами.
Каноническая префиксная нотация использует это преимущество, и многие программисты пишут большую часть кода именно таким образом. Например, логическое выражение «4 == (2 + 2)» в языке C выражается как «(= 4 (+ 2 2))» в языке Lisp.
С точки зрения конкретных типов данных и синтаксиса формат S-выражения имеет множество вариаций, поддерживающих разный синтаксис для разных типов данных, включая списки и пары, символы и строки, и даже числа с плавающей точкой и целые числа.
«Автоморфизм Лиспа означает, что основным представлением программы является структура данных самого языка».
При анализе S-выражения его часто сравнивают с XML. Однако S-выражения имеют только одну форму контейнера — точечную пару, тогда как XML-теги могут содержать простые атрибуты, другие теги или CDATA и использовать для этого различные синтаксисы.
Хотя S-выражения проще XML для простых вариантов использования, XML имеет языки запросов, такие как XPath, а также многочисленные инструменты и сторонние библиотеки для упрощения обработки данных в более сложных вариантах использования.
По мере роста популярности Lisp и его производных последовала стандартизация. Некоторые диалекты, такие как Common Lisp и Scheme, имеют спецификации для своего синтаксиса S-выражений. В 1997 году Рон Ривест предложил проект в Интернете, определяющий синтаксис для универсального хранения и обмена данными на основе S-выражений Lisp.
Хотя этот проект в конечном итоге не был одобрен как RFC, его содержимое упоминалось и применялось в многочисленных RFC и других публикациях. Формирование этих стандартов показывает важность S-выражений в информатике.
В современной среде программирования S-выражения широко используются в различных прикладных областях, включая стандарты сериализации данных. Стоит отметить, что анализ тенденций, проведенный Лондонским университетом и Университетом Майами, показывает, что все больше разработчиков начинают исследовать потенциал S-выражений для повышения гибкости и выразительности своего программирования.
Подводя итог, можно сказать, что S-выражение — это не просто нотация, это ядро языка Lisp, представляющее собой весьма инновационную структуру в компьютерном программировании. Какое просветление должен принести этот тип представления нашему будущему, учитывая общность кода и данных?
