Lisp初學之暗礁（一）：APPLY 與 MAPCAR

關於lisp的爭論太多了，有人對其讚美到了無以復加的地步，也有人覺得不以為然，但是作為一個沒有深入學習過的人來說，就只能做一個不明真相的圍觀群眾。而對於那些躍躍欲試想要參與進來的初學者來說，想要入門卻並非易事，一方面面對高手們撲面而來的那些玄之又玄的大道，另一方面還要面對lisp本身“奇異”的表達形式以及最致命的環環相扣的括號。因而選擇一個合適的入門材料就顯得更為重要→，有人推薦SICP等一些大部頭著作，但是這些作為深入學習研究來說比較適合，如果作為熟悉語法特性等，還是直接動手開始coding比較合適，Common Lisp Koans就是一個很好的選擇，這個專案模仿Ruby Koans通過填補程式碼來熟悉Lisp的語法及特性。

在mapcar-and-reduce.lsp一節，用 apply 與 mapcar 實現轉置矩陣的功能，在Lisp中函式也可以當做引數傳遞給其它函式使用，其中內建可以以函式作為引數的函式有：

Funcall, Apply, and Mapcar

• funcall 的第一個引數為執行函式（將第一個引數稱為“執行函式”），剩餘引數作為該函式的引數；
• apply 與 funcall 的作用一樣，只是其最後一個引數必須為list；
• mapcar 接受第一個引數作為執行函式，然後將第二個list中的每一個引數依次傳遞給執行函式，並將執行結果依次合併為一個list輸出。

奇怪的是 apply 與 funcall 之間的區別僅僅是 apply 的引數必須是 list，那麼 apply 的功能是如何實現的？

原來 apply 先對執行函式以外引數呼叫 list* 方法，然後再對生成的列表呼叫 values-list 方法，最終再將 values-list 輸出的結果依次傳入執行函式中。這裡 (list* args) 的執行過程如下：

• 如果 args 是 list 型別，則返回 args;
• 如果 args 是單個數字，則返回 args;
• 如果 args 是多個元素（非 list 形式），則將倒數第二個元素與最後一個元素以 dot-list 的形式結合並返回整個列表。

這裡又涉及到點狀列表（Dotted Lists）的概念：

呼叫 list 所構造的列表，這種列表精確地說稱之為正規列表(properlist )。一個正規列表可以是 NIL 或是 cdr 是正規列表Cons 物件…一個非正規列表的 Cons 物件稱之為點狀列表 (dotted list)。

可以看到，list* 的作用主要在最後一個引數上，它將最後一個元素以 append 的方式連線到前面的元素所組成的列表中（這樣做的意義待考？），而 values-list 執行的操作則是將引數列表中的每一個元素依次返回，但傳入引數不能是dot-list，這就導致了 apply 的最後一個引數必須是 list 型別的特性（這樣做的意義也待考？）。

apply 與 mapcar 的組合如何完成轉置矩陣的功能呢？還要依賴於 Lisp 函式引數的引數列表（Parameter Lists）機制，

形參中的 &rest 關鍵詞收集所有剩餘引數，並存放到一個列表裡(list r)。將 mapcar 與上面的匿名函式相結合會得到什麼樣的結果呢？

上面的方法已經得到了轉置的效果，mapcar 將後續列表中的元素逐一傳入匿名函式，而匿名函式通過 &rest 接收多餘的引數，這樣就可以無限制地新增引數，而通過 mapcar 遍歷每個引數列表的元素，經由匿名函式(list r)組裝後返回，從而實現轉置的效果。而 apply 的作用則是利用 list* 與 values-list 將矩陣的每一行作為輸入列表依次傳遞給上面的過程：

總結

Lisp Koans 很適合學習，實際上有人整理了一個 Koans 系列：Learn a New Programming Language Today with Koans，涵蓋了許多程式語言。另外，關於 Lisp，有一篇The Nature of Lisp（翻譯版：Lisp的本質）很值得初學者拜讀。