Common Lisp学习之三：使用变量

Common Lisp支持词法变量和动态变量(Special variable)。在一定程度上，词法变量类似于类C语言中的局部变量，只在特定的作用域中有效，在作用域外部不可见；而动态变量类似于全局变量，访问其的代码可以在任意时刻对其进行重新绑定。

1 变量基础

Common Lisp是一种动态强类型的语言。变量可以指向任意类型的对象，而类型保存在对象信息里，而不是变量上；同时所有的类型错误都会被检测到。

let可以引入新变量。

(let (variables* ) body-form*)

当let表达式被求值时，所有变量赋值将首先被求值，并在body实行之前进行绑定。在let执行结束后，这些变量将重新引用在执行let前它们所引用的内容，如果有的话。在下面的双顺序列表归并排序的代码中可以看到let的使用方法。

(define (merge list1 list2)
  (cond 
    ((empty? list1) list2)
    ((empty? list2) list1)
    (else
     (let ((f1 (car list1))
           (f2 (car list2)))
       (if (< f1 f2)
           (cons f1 (merge (cdr list1) list2))
           (cons f2 (merge list1 (cdr list2))))))))

let*也可以引入新变量，其与let的区别是：let创建的变量只能出现在body中，而let*创建变量可以出现在variables中引用。

函数形参也可以创建绑定。函数形参和Let变量的作用域被限定在引入此变量的形式内部，即函数定义和let形式内部，称之为绑定形式。如果嵌套的引入同名变量的绑定形式，那么内层变量绑定将覆盖外层绑定。类似于类C语言中的局部变量的嵌套。

2 词法变量与闭包

默认情况，CL中所有绑定形式都引入词法作用域变量。当词法作用域与嵌套函数一起使用时，就产生了闭包的概念。

(let ((count 0)) 
   (lambda () 
     (setf count (+ count 1))))

由于let将函数返回出去，当调用时并不在let的绑定形式内部。这时，CL会创建闭包对象，它封闭包装了其外部绑定形式内创建的绑定(此处为count=0)。闭包不仅能访问它所闭合的变量值，还可以保存每次变量变化的新值。闭包中的绑定将不受外部同名变量的影响。

单个闭包可以引用变量来闭合多个变量绑定，也可以多个闭合捕捉同一个绑定。

3 动态变量

CL提供了defvar和defparameter来创建全局变量，二者的区别是前者在变量已定义时，并不修改原有值。

当定义了全局变量后，可以在任意地方引用它。其好处在于不必到处传递它们。

有时我们希望在使用时，临时改变函数中某个变量的值，以实现不同的功能；而闭包的绑定不支持重新的绑定，因此引入动态变量来达到这个目的。例如：

(let ((*stdout* some-other)) (body)) 

在body中的代码引用stdout时都将引用let所建立的绑定，并且当body离开let时，stdout的绑定将随之消失。即在body中将动态查找stdout的绑定，如果当前命名空间内不存在此绑定，则递归向上一层查找。CL中动态变量必须使用special进行声明，而全局变量默认声明为special的。

4 常量 

常量是全局的，可以用defconstant进行定义，约定全局常量的结尾用+结束。

5 赋值

基本语法：(setf place value)，当place是一个变量时，则将value绑定到place。

此外CL支持用户自定义数据结构，可以给结构的任意位置赋值。

支持一次设置多个：(setf x 1 y 2)

其返回最后一个被赋值的值。

6 按位置修改

(incr x n) n默认为1

(decr x n)

(rotatef x y) 交换x,y的值

(shiftf x y z) 返回第一个值，并将后续各值向前移动一位