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Common Lisp	commonlisp.lisp	Paul Nathan https://github.com/pnathan

ANSI Common Lisp é uma linguagem de uso geral, multi-paradigma, designada para uma variedade de aplicações na indústria. É frequentemente citada como uma linguagem de programação programável.

O ponto inicial clássico é Practical Common Lisp and freely available.

Outro livro recente e popular é o Land of Lisp.

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;;; 0. Sintaxe
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;;; "Form" Geral

<!-- ;; Lisp has two fundamental pieces of syntax: the ATOM and the -->
<!-- ;; S-expression. Typically, grouped S-expressions are called `forms`. -->

;; Lisp tem dois pedaços fundamentais de sintaxe: o ATOM e S-expression.
;; Tipicamente, S-expressions agrupadas são chamadas de `forms`.

<!-- 10  ; an atom; it evaluates to itself -->
10  ; um atom; é avaliado para ele mesmo

<!-- :THING ;Another atom; evaluating to the symbol :thing. -->

:THING ;Outro atom; avaliado para o símbolo :thing.

<!-- t  ; another atom, denoting true. -->

t ; outro atom, denotado true.

<!-- (+ 1 2 3 4) ; an s-expression -->

(+ 1 2 3 4) ; uma s-expression

'(4 :foo  t)  ;outra s-expression


;;; Comentários

;; Comentários de uma única linha começam com ponto e vírgula; usar dois para
;; comentários normais, três para comentários de seção, e quadro para comentários
;; em nível de arquivo.

#| Bloco de comentário
   pode abranger várias linhas e...
    #|
       eles podem ser aninhados
    |#
|#

;;; Ambiente

;; Existe uma variedade de implementações; a maioria segue o padrão.
;; CLISP é um bom ponto de partida.

;; Bibliotecas são gerenciadas através do Quicklisp.org's Quicklisp systemm.

;; Common Lisp é normalmente desenvolvido com um editor de texto e um REPL
;; (Read Evaluate Print Loop) rodando ao mesmo tempo. O REPL permite exploração
;; interativa do programa como ele é "ao vivo" no sistema.


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;;; 1. Tipos Primitivos e Operadores
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;;; Símbolos

'foo ; => FOO Perceba que um símbolo é automáticamente convertido para maíusculo.

;; Intern manualmente cria um símbolo a partir de uma string.

(intern "AAAA") ; => AAAA

(intern "aaa") ; => |aaa|

;;; Números
9999999999999999999999 ; inteiro
#b111                  ; binário => 7
#o111                  ; octal => 73
#x111                  ; hexadecimal => 273
3.14159s0              ; single
3.14159d0              ; double
1/2                    ; ratios
#C(1 2)                ; números complexos


;; Funções são escritas como (f x y z ...)
;; onde f é uma função e x, y, z, ... são operadores
;; Se você quiser criar uma lista literal de dados, use ' para evitar 
;; que a lista seja avaliada - literalmente, "quote" os dados.
'(+ 1 2) ; => (+ 1 2)
;; Você também pode chamar uma função manualmente:
(funcall #'+ 1 2 3) ; => 6
;; O mesmo para operações aritiméticas
(+ 1 1)              ; => 2
(- 8 1)              ; => 7
(* 10 2)             ; => 20
(expt 2 3)           ; => 8
(mod 5 2)            ; => 1
(/ 35 5)             ; => 7
(/ 1 3)              ; => 1/3
(+ #C(1 2) #C(6 -4)) ; => #C(7 -2)

                     ;;; Booleans
t                    ; para true (qualquer valor não nil é true)
nil                  ; para false - e para lista vazia
(not nil)            ; => t
(and 0 t)            ; => t
(or 0 nil)           ; => 0

                     ;;; Caracteres
#\A                  ; => #\A
#\λ                  ; => #\GREEK_SMALL_LETTER_LAMDA
#\u03BB              ; => #\GREEK_SMALL_LETTER_LAMDA

;;; String são arrays de caracteres com tamanho fixo.
"Hello, world!"
"Benjamin \"Bugsy\" Siegel"   ; barra é um escape de caracter

;; String podem ser concatenadas também!
(concatenate 'string "Hello " "world!") ; => "Hello world!"

;; Uma String pode ser tratada como uma sequência de caracteres
(elt "Apple" 0) ; => #\A

;; format pode ser usado para formatar strings
(format nil "~a can be ~a" "strings" "formatted")

;; Impimir é bastante fácil; ~% indica nova linha
(format t "Common Lisp is groovy. Dude.~%")


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;; 2. Variáveis
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;; Você pode criar uma global (escopo dinâmico) usando defparameter
;; um nome de variável pode conter qualquer caracter, exceto: ()",'`;#|\

;; Variáveis de escopo dinâmico devem ter asteriscos em seus nomes!

(defparameter *some-var* 5)
*some-var* ; => 5

;; Você pode usar caracteres unicode também.
(defparameter *AΛB* nil)


;; Acessando uma variável anteriormente não ligada é um
;; comportamento não definido (mas possível). Não faça isso.

;; Ligação local: `me` é vinculado com "dance with you" somente dentro
;; de (let ... ). Let permite retornar o valor do último `form` no form let.

(let ((me "dance with you"))
  me)
;; => "dance with you"

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;; 3. Estruturas e Coleções
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;; Estruturas
(defstruct dog name breed age)
(defparameter *rover*
    (make-dog :name "rover"
              :breed "collie"
              :age 5))
*rover* ; => #S(DOG :NAME "rover" :BREED "collie" :AGE 5)

(dog-p *rover*) ; => t  ;; ewww)
(dog-name *rover*) ; => "rover"

;; Dog-p, make-dog, and dog-name foram todas criadas por defstruct!

;;; Pares
;; `cons' constroi pares, `car' and `cdr' extrai o primeiro
;; e o segundo elemento
(cons 'SUBJECT 'VERB) ; => '(SUBJECT . VERB)
(car (cons 'SUBJECT 'VERB)) ; => SUBJECT
(cdr (cons 'SUBJECT 'VERB)) ; => VERB

;;; Listas

;; Listas são estruturas de dados do tipo listas encadeadas, criadas com `cons'
;; pares e terminam `nil' (ou '()) para marcar o final da lista
(cons 1 (cons 2 (cons 3 nil))) ; => '(1 2 3)
;; `list' é um construtor conveniente para listas
(list 1 2 3) ; => '(1 2 3)
;; e a quote (') também pode ser usado para um valor de lista literal
'(1 2 3) ; => '(1 2 3)

;; Ainda pode-se usar `cons' para adicionar um item no começo da lista.
(cons 4 '(1 2 3)) ; => '(4 1 2 3)

;; Use `append' para - surpreendentemente - juntar duas listas
(append '(1 2) '(3 4)) ; => '(1 2 3 4)

;; Ou use concatenate -

(concatenate 'list '(1 2) '(3 4))

;; Listas são um tipo muito central, então existe uma grande variedade de
;; funcionalidades para eles, alguns exemplos:
(mapcar #'1+ '(1 2 3))             ; => '(2 3 4)
(mapcar #'+ '(1 2 3) '(10 20 30))  ; => '(11 22 33)
(remove-if-not #'evenp '(1 2 3 4)) ; => '(2 4)
(every #'evenp '(1 2 3 4))         ; => nil
(some #'oddp '(1 2 3 4))           ; => T
(butlast '(subject verb object))   ; => (SUBJECT VERB)


;;; Vetores

;; Vector's literais são arrays de tamanho fixo.
#(1 2 3) ; => #(1 2 3)

;; Use concatenate para juntar dois vectors
(concatenate 'vector #(1 2 3) #(4 5 6)) ; => #(1 2 3 4 5 6)

;;; Arrays

;; Ambos vetores e strings são um caso especial de arrays.

;; 2D arrays

(make-array (list 2 2))

;; (make-array '(2 2)) também funciona.

; => #2A((0 0) (0 0))

(make-array (list 2 2 2))

; => #3A(((0 0) (0 0)) ((0 0) (0 0)))

;; Cuidado - os valores de inicialição padrões são
;; definidos pela implementção. Aqui vai como defini-lós.

(make-array '(2) :initial-element 'unset)

; => #(UNSET UNSET)

;; E, para acessar o element em 1,1,1 -
(aref (make-array (list 2 2 2)) 1 1 1)

; => 0

;;; Vetores Ajustáveis

;; Vetores ajustáveis tem a mesma representação impressa que os vectores
;;  de tamanho fixo
(defparameter *adjvec* (make-array '(3) :initial-contents '(1 2 3)
      :adjustable t :fill-pointer t))
      
*adjvec* ; => #(1 2 3)

;; Adicionando novo elemento
(vector-push-extend 4 *adjvec*) ; => 3

*adjvec* ; => #(1 2 3 4)



;;; Ingenuamente, conjuntos são apenas listas:

(set-difference '(1 2 3 4) '(4 5 6 7)) ; => (3 2 1)
(intersection '(1 2 3 4) '(4 5 6 7)) ; => 4
(union '(1 2 3 4) '(4 5 6 7))        ; => (3 2 1 4 5 6 7)
(adjoin 4 '(1 2 3 4))     ; => (1 2 3 4)

;; Mas você irá querer usar uma estrutura de dados melhor que uma lista encadeada.
;; para performance.

;;; Dicionários são implementados como hash tables

;; Cria um hash table
(defparameter *m* (make-hash-table))

;; seta um valor
(setf (gethash 'a *m*) 1)

;; Recupera um valor
(gethash 'a *m*) ; => 1, t

;; Detalhe - Common Lisp  tem multiplos valores de retorno possíveis. gethash
;; retorna t no segundo valor se alguma coisa foi encontrada, e nil se não.

;; Recuperando um valor não presente retorna nil
 (gethash 'd *m*) ;=> nil, nil

;; Você pode fornecer um valor padrão para uma valores não encontrados
(gethash 'd *m* :not-found) ; => :NOT-FOUND

;; Vamos tratas múltiplos valores de rotorno aqui.

(multiple-value-bind
      (a b)
    (gethash 'd *m*)
  (list a b))
; => (NIL NIL)

(multiple-value-bind
      (a b)
    (gethash 'a *m*)
  (list a b))
; => (1 T)

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;; 3. Funções
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;; Use `lambda' para criar funções anônimas
;; Uma função sempre retorna um valor da última expressão avaliada.
;; A representação exata impressão de uma função varia de acordo ...

(lambda () "Hello World") ; => #<FUNCTION (LAMBDA ()) {1004E7818B}>

;; Use funcall para chamar uma função lambda.
(funcall (lambda () "Hello World")) ; => "Hello World"

;; Ou Apply
(apply (lambda () "Hello World") nil) ; => "Hello World"

;; "De-anonymize" a função
(defun hello-world ()
   "Hello World")
(hello-world) ; => "Hello World"

;; O () acima é a lista de argumentos da função.
(defun hello (name)
   (format nil "Hello, ~a " name))

(hello "Steve") ; => "Hello, Steve"

;; Funções podem ter argumentos opcionais; eles são nil por padrão

(defun hello (name &optional from)
    (if from
        (format t "Hello, ~a, from ~a" name from)
        (format t "Hello, ~a" name)))

 (hello "Jim" "Alpacas") ;; => Hello, Jim, from Alpacas

;; E os padrões podem ser configurados...
(defun hello (name &optional (from "The world"))
   (format t "Hello, ~a, from ~a" name from))

(hello "Steve")
; => Hello, Steve, from The world

(hello "Steve" "the alpacas")
; => Hello, Steve, from the alpacas


;; E é claro, palavras-chaves são permitidas também... frequentemente mais
;; flexivel que &optional.

(defun generalized-greeter (name &key (from "the world") (honorific "Mx"))
    (format t "Hello, ~a ~a, from ~a" honorific name from))

(generalized-greeter "Jim")   ; => Hello, Mx Jim, from the world

(generalized-greeter "Jim" :from "the alpacas you met last summer" :honorific "Mr")
; => Hello, Mr Jim, from the alpacas you met last summer

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;; 4. Igualdade
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;; Common Lisp tem um sistema sofisticado de igualdade. Alguns são cobertos aqui.

;; Para número use `='
(= 3 3.0) ; => t
(= 2 1) ; => nil

;; para identidade de objeto (aproximadamente) use `eql`
(eql 3 3) ; => t
(eql 3 3.0) ; => nil
(eql (list 3) (list 3)) ; => nil

;; para listas, strings, e para pedaços de vetores use `equal'
(equal (list 'a 'b) (list 'a 'b)) ; => t
(equal (list 'a 'b) (list 'b 'a)) ; => nil

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;; 5. Fluxo de Controle
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;;; Condicionais

(if t                ; testa a expressão
    "this is true"   ; então expressão
    "this is false") ; senão expressão
; => "this is true"

;; Em condicionais, todos valores não nulos são tratados como true
(member 'Groucho '(Harpo Groucho Zeppo)) ; => '(GROUCHO ZEPPO)
(if (member 'Groucho '(Harpo Groucho Zeppo))
    'yep
    'nope)
; => 'YEP

;; `cond' encadeia uma série de testes para selecionar um resultado
(cond ((> 2 2) (error "wrong!"))
      ((< 2 2) (error "wrong again!"))
      (t 'ok)) ; => 'OK

;; Typecase é um condicional que escolhe uma de seus cláusulas com base do tipo do valor

(typecase 1
  (string :string)
  (integer :int))

; => :int

;;; Interação

;; Claro que recursão é suportada:

(defun walker (n)
  (if (zerop n)
      :walked
      (walker (1- n))))

(walker 5) ; => :walked

;; Na maioria das vezes, nós usamos DOTLISO ou LOOP

(dolist (i '(1 2 3 4))
  (format t "~a" i))

; => 1234

(loop for i from 0 below 10
      collect i)

; => (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)


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;; 6. Mutação
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;; Use `setf' para atribuir um novo valor para uma variável existente. Isso foi
;; demonstrado anteriormente no exemplo da hash table.

(let ((variable 10))
    (setf variable 2))
 ; => 2


;; Um bom estilo Lisp é para minimizar funções destrutivas e para evitar 
;; mutação quando razoável.


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;; 7. Classes e Objetos
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;; Sem clases Animal, vamos usar os veículos de transporte de tração
;; humana mecânicos.

(defclass human-powered-conveyance ()
  ((velocity
    :accessor velocity
    :initarg :velocity)
   (average-efficiency
    :accessor average-efficiency
   :initarg :average-efficiency))
  (:documentation "A human powered conveyance"))

;; defcalss, seguido do nome, seguido por uma list de superclass,
;; seguido por um uma 'slot list', seguido por qualidades opcionais como
;; :documentation

;; Quando nenhuma lista de superclasse é setada, uma lista padrão para
;; para o objeto padrão é usada. Isso *pode* ser mudado, mas não até você
;; saber o que está fazendo. Olhe em Art of the Metaobject Protocol
;; para maiores informações.

(defclass bicycle (human-powered-conveyance)
  ((wheel-size
    :accessor wheel-size
    :initarg :wheel-size
    :documentation "Diameter of the wheel.")
   (height
    :accessor height
    :initarg :height)))

(defclass recumbent (bicycle)
  ((chain-type
    :accessor chain-type
    :initarg  :chain-type)))

(defclass unicycle (human-powered-conveyance) nil)

(defclass canoe (human-powered-conveyance)
  ((number-of-rowers
    :accessor number-of-rowers
    :initarg :number-of-rowers)))


;; Chamando DESCRIBE na classe human-powered-conveyance no REPL dá:

(describe 'human-powered-conveyance)

; COMMON-LISP-USER::HUMAN-POWERED-CONVEYANCE
;  [symbol]
;
; HUMAN-POWERED-CONVEYANCE names the standard-class #<STANDARD-CLASS
;                                                    HUMAN-POWERED-CONVEYANCE>:
;  Documentation:
;    A human powered conveyance
;  Direct superclasses: STANDARD-OBJECT
;  Direct subclasses: UNICYCLE, BICYCLE, CANOE
;  Not yet finalized.
;  Direct slots:
;    VELOCITY
;      Readers: VELOCITY
;      Writers: (SETF VELOCITY)
;    AVERAGE-EFFICIENCY
;      Readers: AVERAGE-EFFICIENCY
;      Writers: (SETF AVERAGE-EFFICIENCY)

;; Note o comportamento reflexivo disponível para você! Common Lisp é
;; projetada para ser um sistema interativo.

;; Para definir um métpdo, vamos encontrar o que nossa cirunferência da
;; roda da bicicleta usando a equação: C = d * pi

(defmethod circumference ((object bicycle))
  (* pi (wheel-size object)))

;; pi já é definido para a gente em Lisp!

;; Vamos supor que nós descobrimos que o valor da eficiência do número
;; de remadores em uma canoa é aproximadamente logarítmica. Isso provavelmente deve ser definido
;; no construtor / inicializador.

;; Veja como initializar sua instância após Common Lisp ter construído isso:

(defmethod initialize-instance :after ((object canoe) &rest args)
  (setf (average-efficiency object)  (log (1+ (number-of-rowers object)))))

;; Em seguida, para a construção de uma ocorrência e verificar a eficiência média ...

(average-efficiency (make-instance 'canoe :number-of-rowers 15))
; => 2.7725887




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;; 8. Macros
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;; Macros permitem que você estenda a sintaxe da lingaugem

;; Common Lisp nãov vem com um loop WHILE- vamos adicionar um.
;; Se obedecermos nossos instintos 'assembler', acabamos com:

(defmacro while (condition &body body)
    "Enquanto `condition` é verdadeiro, `body` é executado.

`condition` é testado antes de cada execução do `body`"
    (let ((block-name (gensym)))
        `(tagbody
           (unless ,condition
               (go ,block-name))
           (progn
           ,@body)
           ,block-name)))

;; Vamos dar uma olhada em uma versão alto nível disto:


(defmacro while (condition &body body)
    "Enquanto `condition` for verdadeira, `body` é executado.

`condition` é testado antes de cada execução do `body`"
  `(loop while ,condition
         do
         (progn
            ,@body)))

;; Entretanto, com um compilador moderno, isso não é preciso; o LOOP
;; 'form' compila igual e é bem mais fácil de ler.

;; Noteq ue ``` é usado , bem como `,` e `@`. ``` é um operador 'quote-type'
;; conhecido como 'quasiquote'; isso permite o uso de `,` . `,` permite "unquoting"
;; e variáveis. @ interpolará listas.

;; Gensym cria um símbolo único garantido que não existe em outras posições
;; o sistema. Isto é porque macros são expandidas em tempo de compilação e
;; variáveis declaradas na macro podem colidir com as variáveis usadas na
;; código regular.

;; Veja Practical Common Lisp para maiores informações sobre macros.

Leitura Adicional

Continua em frente com Practical Common Lisp book.

Créditos

Muitos agradecimentos ao pessoal de Schema fornecer um grande ponto de partida o que facilitou muito a migração para Common Lisp.

• Paul Khuong pelas grandes revisiões.