Thuc Hanh Lap Trinh Lisp

BK

Thựcc hành Thự hành Ngô Ngônn ngữ ngữ lập trì trình nh

TP.HCM

Nguyễn Ngu yễn Thị Trú Trúcc Viên Viên Khoa Công Nghệ Thông Tin Đại Học Bách Khoa TPHCM

BK

Nội dung

TP.HCM









Các loại loại Ngôn Ngôn ngữ lập trình trình Lập trình hàm với Lisp: GcLisp Lập trình logic với Prolog: B_Prolog Lập trình hướng đối tượng tượng với SmallTal SmallTalk: k: Vwin

Nguyễ n Thị Trúc Viên

Ngôn ngữ lậ p trình Lisp

Slide 2/67

1

BK

Lịch Lị ch sử sử ph phát át tr triể iểnn

TP.HCM









Nghĩ ra năm 1958 bởi Joh Johnn McC McCar arthy thy (MIT) Hai thế hệ đầu đầu tiên ra ra đời ngay ngay sau đó: MacLisp và InterLisp Franz-Lisp Zeta-Lisp Đầu thập niên 80, có 12 hệ Lisp Lisp khác khác nhau nhau Comm Co mmon on Li Lisp sp chuẩn ra đời năm 1984


BK


Slide 3/67

Lisp Li sp – Cá Cácc ứng ứng dụ dụng ng

TP.HCM













Expert problem solvers Common reasoning Learning Natural-language interfaces Education and intelligent support systems Speech and vision



Slide 4/67

2

BK

Ngôn ngữ hướng chức năng

TP.HCM





Từ khi được John McCarthy (MIT) nghĩ ra năm 1958, LISP LISP được tinh chế chế dần đến version version 1.5 và được được sử sụng sụng lâu lâu dài dài về sau sau Ngôn ngữ hướng chức năng (functional language), language), dùng dùng ký hiệu tiền tiền tố (prefix): (prefix): 





f(x,y, z) x+y


BK

 

Bt: sin  3 x +

ký hiệu là (f x y z) ký hiệu hiệu là (+ x y)

  ký hiệu ra sao ? 2 

π


Slide 5/67

Giải đáp bài tập

TP.HCM



(sin (+ (* 3 x) (/ pi 2)))



Slide 6/67

3

BK

Ngôn ngữ thông dịch

TP.HCM

Ngôn ngữ biên dịch Ngôn ngữ thông dịch câu lệnh (instructions)

Biểu thức

biên dịch

đánh giá trả lời

chương trình thực thi

Kết quả

thực thi

kết quả


BK

vòng lặp top-level


Slide 7/67

List Processing (1)

TP.HCM







Lisp là ngôn ngữ đặc trưng cho việc xử lý danh sách Biểu diễn chương trình bằng các danh sách và thao tác trên đó như dữ liệu (+ (* 3 4) (- 5 2)) chươ ng trình: hàm + áp dụng vào hai đối số dữ liệu: danh sách gồm ba thành phần



Slide 8/67

4

BK

List Processing (2)

TP.HCM



Ví dụ:

* (+ 3 4) 7 * (+ (* 3 4) (- 5 2)) 15 *4 4 Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 9/67

List Processing (3)

TP.HCM



Danh sách là sự thực hiện một hàm * (+ 3 4) ; danh sách được đánh giá 7



Để không đánh giá một danh sách, dùng dấu ‘ đặt trước danh sách * ‘(+ 3 4) (+ 3 4)



Slide 10/67

5

BK

Symbol (1)

TP.HCM



Symbol (~ identifier): từ tạo bởi các ký tự

bất kỳ, ngoại trừ ( ) ‘ ` “ ; và khoảng trắng Ví dụ: + * example là các symbol



Ba trường hợp thường sử dụng: 





Tên hàm Dữ liệu: chuỗi ký tự hay số Tên biến


BK


Slide 11/67

Symbol (2)

TP.HCM



Với vai trò là đối số trong hàm, symbol được xem như tên của một biến * example Unbound variable: EXAMPLE * (setf example 3) 3 * (+ example 4) 7



Để không đánh giá một symbol, dùng dấu ‘ đặt trước danh sách * ’example example



Slide 12/67

6

BK

Symbol (3)

TP.HCM



Bài tập: Symbol hay số ? 













AARDVARD 87 1-2-3-GO 3.12 7-11 22/7 -12


BK


Slide 13/67

Symbol (4)

TP.HCM



Giải bài tập 













AARDVARD 87 1-2-3-GO 3.12 7-11 22/7 12


symbol number symbol number symbol symbol number Ngôn ngữ lậ p trình Lisp

Slide 14/67

7

BK

Boolean

TP.HCM



Lisp không có kiểu dữ liệu Boolean 





nil biểu diễn giá trị logic sai, tất cả các biểu thức khác biểu diễn trị logic đúng Mặc định dùng T → trị logic đúng

nil và T là các symbol hằng * nil NIL *T T



nil

≈

danh sách rỗng ()


BK


Slide 15/67

Kiểu dữ liệu

TP.HCM











Symbol (~ identifier): từ tạo bởi các ký tự bất

kỳ, ngoại trừ ( ) ‘ ` “ ; và khoảng trắng Ví dụ: + * example là các symbol expression::= atom | list Biểu thức list::=(expression1...expressionn) Danh sách atom::= số|chuỗi ký tự|symbols Atoms T và nil Boolean



Slide 16/67

8

BK

Các loại biểu thức trong Lisp

TP.HCM



Các loại biểu thức (expression): Ký hiệu (symbol). Ví dụ: a-symbol Danh sách (list). Ví dụ: (f x y) Literal:

















BK

Số: 0.42e2 Chuỗi: “a string” Ký tự: ‘c Mảng: ‘(1 2 3) Slide 17/67

Phân cấp dữ liệu

TP.HCM

expression

list

atom symbol

list


nil

...

number

interger


...

real

...

Slide 18/67

9

BK

Ngôn ngữ động (dynamic type)

TP.HCM





Biến không có kiểu dữ liệu định sẵn (không khai báo) Cùng một biến có thể có nhiều kiểu dữ liệu khác nhau


BK


Slide 19/67


Slide 20/67

Ví dụ

TP.HCM

* (setf a ‘(1 2 3)) (1 2 3) *a (1 2 3) * (setf a 2) 2 *a 2 Nguyễ n Thị Trúc Viên

10

BK

Các vị từ kiểu

TP.HCM

(numberp E) trả về đúng nếu E là số (stringp E) (listp E) (null E) (atom E) Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK

chuỗi danh sách nil atom Ngôn ngữ lậ p trình Lisp

Slide 21/67

Các vị từ kiểu

TP.HCM

* (numberp 4) T * (numberp 3.45) T * (symbolp ‘ListProcessor) T * (listp ‘(a b c)) T Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 22/67

11

BK

Các vị từ trên số

TP.HCM

ZEROP PLUSP MINUSP ODDP EVENP < > = Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK

kiểm tra zero kiểm tra số dương kiểm tra số âm kiểm tra số lẻ kiểm tra số chẵn so sánh first < second so sánh first > second so sánh first = second Ngôn ngữ lậ p trình Lisp

Slide 23/67

Các hàm cơ bản

TP.HCM





Gán: setf và setq Các phép tính số học 






+, –, *, /, \\ 1+ và 1max, min và abs


Slide 24/67

12

BK

Ví dụ

TP.HCM

* (setf x 27) 1.111 * (/ x 9) 3 * (/ 22 7) 3.14286 * (max 3 4 5) 5 * (abs -2) 2 Ngôn ngữ lậ p trình Lisp


BK

Slide 25/67

Các hàm so sánh (1)

TP.HCM



Các phép so sánh



= eq eql



equal






hai đối số cùng là một số hai đối số cùng là một symbol hai đối số cùng là một symbol hay cùng một số hai đối số có cùng biểu thức biểu diễn Ngôn ngữ lậ p trình Lisp

Slide 26/67

13

BK

Các hàm so sánh (2)

TP.HCM









eq kiểm tra cùng địa chỉ bộ nhớ (các symbol

giống nhau thỏa điều này). eql kiểm tra thỏa eq hay không. Nếu không, kiểm tra là hai số cùng kiểu và cùng giá trị. equal kiểm tra thỏa eql hay không. Nếu không, xem đối số là hai danh sách và xem từng cặp phần tử có thỏa equal. = kiểm tra hai đối số cùng là một số (có thể không cùng kiểu )


BK


Slide 27/67

Ví dụ (1)

TP.HCM

* (setf k ‘(a b) l ‘(a b)) (A B) * (equal k l) T * (eq k l) NIL * (eql k l) NIL Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 28/67

14

BK

Ví dụ (2)

TP.HCM

* (setf x ‘a y ‘a) A * (equal x y) T * (eq x y) T * (eql x y) T Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 29/67


Slide 30/67

Ví dụ (3)

TP.HCM

* (eq 3 3) T * (eql 3 3.0) NIL * (= 3 3) T * (= 3 3.0) T Nguyễ n Thị Trúc Viên

15

BK

Các hàm xử lý trên danh sách (1)

TP.HCM









FIRST và REST – CAR và CDR CONS, APPEND, LIST NTHCDR, BUTLAST và LAST LENGTH và REVERSE


BK


Slide 31/67


TP.HCM

* (setf l ‘(a b c d e) k ‘(f g h)) (F G H) * (first l) A * (rest l) (B C D E) * (cons ‘f l) (F A B C D E) * (list ‘a ‘b ‘c) (A B C) Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 32/67

16

BK


TP.HCM

* (nthcdr 2 l) (C D E) *l (A B C D E) * (butlast l 2) (A B C) * (last l) (E) * (reverse l) (E D C B A) Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 33/67

Toán tử ASSOC (1)

TP.HCM



Gắn với một danh sách – association list hay a-list Key

Key

(setf sarah ‘((height .54) (weight 4.4))) Value Nguyễ n Thị Trúc Viên


Value Slide 34/67

17

BK

ASSOC (2)

TP.HCM



Lấy các thành phần từ một danh sách: (ASSOC )



Ví dụ:

* (setf sarah ‘((height .54) (weight 4.4))) ((HEIGHT 0.54) (WEIGHT 4.4)) * (assoc ‘weight sarah) (WEIGHT 4.4) Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 35/67

ASSOC (3)

TP.HCM



Thêm một thành phần mới vào danh sách:

(ACONS ) 

Ví dụ:

* (setf Andrew ‘((height .74) (weight 6.4))) ((HEIGHT 0.74) (WEIGHT 6.4)) * (acons ‘nick ‘Bobby Andrew) ((NICK . BOBBY) (HEIGHT 0.74) (WEIGHT 6.4)) Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 36/67

18

BK

Định nghĩa hàm

TP.HCM

* (defun square (x) (* x x)) SQUARE * (square 3) 9 * (defun abs(x) (if (>= x 0) x (* -1 x) ) ) ABS Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 37/67

Đệ quy trong Lisp

TP.HCM



Ví dụ: Tính giai thừa: n!=1*2*...*n 0!=1

(defun fac(n) (if (= n 0) 1 (* n fac (1- n)) ) ) 

Bài tập: Viết hàm in ra phần tử thứ n trong danh sách.



Slide 38/67

19

BK

Đánh giá biểu thức (Evaluation)

TP.HCM



‘Exp là cách viết tắt của (quote Exp) * (setf c ‘a) a



eval >< quote * (setf l ‘(a b c)) (a b c) * (eval (list ‘car ‘l)) a * (eval (list ‘+ (1+ 3) 2)) 6


BK


Slide 39/67

Các câu lệnh điều kiện (1)

TP.HCM



Câu lệnh IF 





(if E1 E2): Nếu E1 đúng, trả về giá trị E2 (if E1 E2 E3): .. nếu không trả về giá trị E3 Ví dụ:

* (if (numberp 1) ‘(a number) ‘(not a number)) (A NUMBER) * (if (numberp ‘a) ‘(a number) ‘(not a number)) (NOT A NUMBER) Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 40/67

20

BK

Các câu lệnh điều kiện (2.1)

TP.HCM



Câu lệnh COND

(cond (Test1 E1 …) (Test2 E2 …) (Test3 E3 …) … (Testn En …) ) (if Test1 (progn E1 …) (if Test2 (progn E2 …) (if Test3 (progn E3 …) … (if Testn (progn En …)) … ) )) Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 41/67

Các câu lệnh điều kiện (2.2)

TP.HCM

* (setf x ‘(a b c)) (A B C) * (cond ((numberp x) ‘(This is a number)) ((symbolp x) ‘(This is a symbol)) ((listp x) ‘(This is a list)) ) (THIS IS A LIST) Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 42/67

21

BK

Các câu lệnh điều kiện (3)

TP.HCM



Câu lệnh WHEN 



(when Test E1 ... En): Nếu Test đúng, thực hiện E1 ... En và trả về kết quả En Ví dụ:

* (setf n 3) * (when (numberp n) (setf n 5) (setf l ‘(a b c))) (A B C) Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 43/67

Các trường hợp điều kiện (1.1)

TP.HCM



Câu lệnh AND 





(and E1 ... En) sai nếu ít nhất một E i sai AND đánh giá từ trái → phải và dừng lại khi gặp đối số sai Nếu mọi đối số đều đúng, AND trả về giá trị của đối số cuối cùng



Slide 44/67

22

BK


TP.HCM

* (setf n 3) 3 * (and (numberp n) (> n 3) ) NIL * (and (numberp n) (oddp n)) T * (and (numberp n) (oddp n) (1+ n)) 4 Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 45/67


TP.HCM



Câu lệnh OR 



(or E1 ... En) đúng nếu ít nhất một E i đúng OR đánh giá từ trái → phải và dừng lại khi gặp đối số đúng



Slide 46/67

23

BK


TP.HCM

* (setf x ‘a) A *x A * (or (numberp x) (> x 1)) wrong type argument * (or (symbolp x) (list x)) T Nguyễ n Thị Trúc Viên

BK


Slide 47/67

Các trường hợp điều kiện (3)

TP.HCM



Toán tử NOT 



AND, OR trả về giá trị cuối cùng tính được NOT đơn giản đổi nonNIL→NIL và NIL→T

* (not nil) T * (not ‘dog) NIL * (not (symbolp 4.3)) T Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 48/67

24

BK

Các dạng đặc biệt (1)

TP.HCM



Toán tử PROG1 và PROGN 



(prog1 E1 ... En) đánh giá tuần tự các biểu thức E1, ..., En từ trái sang phải và kết quả trả về là giá trị của biểu thức E 1 (progn E1 ... En) đánh giá tuần tự các biểu thức E1, ..., En từ trái sang phải và kết quả trả về là giá trị của biểu thức E n


BK


Slide 49/67

Các dạng đặc biệt (2)

TP.HCM

* (progn (setf x ‘(a b c)) (append x x) ) (A B C A B C) *x (A B C) * (prog1 (setf x ‘(a b c)) (append x x) ) (A B C)



Slide 50/67

25

BK

Biến cục bộ (1)

TP.HCM



Toán tử let 



Ta gán cho mỗi biến giá trị của biểu thức tương ứng, sau đó đánh giá: 



(let ((var1 E1) … (varm Em)) Em+1 … En) (progn expm+1 … expn)

Ví dụ: * (let ((x (fac 4))) (* x x)) 576


BK


Slide 51/67


TP.HCM



Che phủ các biến toàn cục

* (setf x 5) 5 * (let ((x 1)) x) 1 *x 5 * (let ((x 1)) (setf x 2) x) 2 *x 5 Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 52/67

26

BK


TP.HCM



Che phủ các đối số của một hàm

* (defun foo(x) (let ((x 1)) x ) ) FOO * (foo 4) 1


BK


Slide 53/67


TP.HCM



Các liên kết được thực hiện song song

* (defun bar(x) (let ((x 1) (y (1+ x))) y) ) BAR * (bar 4) 5 Nguyễ n Thị Trúc Viên


Slide 54/67

27

BK

Cấu trúc lặp

TP.HCM



DOTIMES 



Lặp trên số

DOLIST 

Lặp trên danh sách


BK


Slide 55/67

DOTIMES – Hỗ trợ lặp trên số

TP.HCM

(dotimes ( ) ) upper-bound-form được đánh giá → n . count được gán các số từ 0 → n-1 (n lần) Thân vòng lặp được thực hiện n lần,







giá trị của là kết quả cần tính.



Slide 56/67

28

BK

DOTIMES (2)

TP.HCM



Ví dụ: Tính lũy thừa mn = m×m×.. ×m (defun power(m n) (let ((result 1)) (dotimes (count n result) (setf result (* m result)) ) ) )


BK


Slide 57/67

DOLIST – Lặp trên danh sách

TP.HCM

(dolist ( ) ) list form được đánh giá → danh sách a1→an element được gán từ a1 → an (n lần)









Với mỗi giá trị ai, phần thân vòng lặp (body) được đánh giá. Không có result form , DOLIST sẽ trả về NIL



Slide 58/67

29

BK

DOLIST (2)

TP.HCM



Đếm số phần tử là số trong danh sách: (defun collect-number(l) (let ((result 0)) (dolist (e l result) (when (numberp e) (setf result (+ result 1)) ) ) ) )


BK


Slide 59/67

Cài đặt Lisp

TP.HCM



Download GC-Lisp từ trang Web: 









http://www.dit.hcmut.edu.vn/~nttung

Double click để giải nén file zip Extract vào “C:\” Xuất hiện dialog, tạo thư mục “C:\GCLisp” Trả lời OK



Slide 60/67

30

BK

Startup gclisp

TP.HCM



Chạy từ file ‘C:\GcLisp\GcLisp.exe’


BK


Slide 61/67

Môi trường GC-LISP

TP.HCM



Ta thấy cửa sổ GCLISP như sau:



Slide 62/67

31

BK

Một số phím tắt

TP.HCM















-H -E -E

giúp đỡ vào LISP Explorer vào cửa sổ soạn thảo GMACS rời khỏi GMACS và trở về Lisp load một file vào GMACS lưu một file lưu file với tên khác


BK


Slide 63/67

Dòng lệnh

TP.HCM



Gõ thử các lệnh sau:



Slide 64/67

32

BK

GMAC editor window

TP.HCM



Nhấn -E để vào trình soạn thảo



để lưu file and trở lại GcLisp


BK


Slide 65/67

Load file vào GcLisp

TP.HCM



Load file “first.lsp” * (load ‘first)



Slide 66/67

33

Thuc Hanh Lap Trinh Lisp

Recommend Documents