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公開：2024-08-12

LISP(LISt Processing)とは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

LISP(LISt Processing)とは

LISPは「LISt Processing」の略称で、1958年にジョン・マッカーシーによって開発されたプログラミング言語です。LISPは、シンボル処理や人工知能の分野で広く使用されてきました。

LISPの特徴は、コードとデータの表現方法が同一であることです。LISPでは、プログラムも単なるデータとして扱われ、リストという単一のデータ構造を使用します。

LISPは、関数型プログラミングの概念を取り入れており、再帰や高階関数などの機能を提供しています。また、LISPは、マクロと呼ばれる強力なメタプログラミング機能を持ち、プログラムを動的に生成・変更できます。

LISPの方言には、Common Lisp、Scheme、Clojureなどがあります。これらの方言は、基本的なLISPの概念を共有しつつ、それぞれ独自の機能や文法を持っています。

LISPは、シンプルな構文と強力な抽象化機能を持ち、プログラムの表現力が高いことで知られています。現在でも、LISPは教育や研究の分野で使用されており、他の言語にも影響を与えています。

LISPの基本構文

LISPに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• LISPの基本的な構文規則
• LISPのS式とリスト処理
• LISPの関数定義と評価

LISPの基本的な構文規則

LISPの構文は、括弧を多用することで知られています。LISPでは、式や関数呼び出しを表現するために、括弧で囲まれたリストを使用します。

LISPの式は、一般的に「(関数 引数1 引数2 ...)」の形式で記述されます。関数名が最初に来て、その後に空白区切りで引数が続きます。

ぽ+んん 1 2 3)  ; 1 + 2 + 3 を計算する式
(defun square (x) (* x x))  ; square 関数を定義する式

LISPのS式とリスト処理

LISPでは、コードとデータの表現にS式(シンボリック式)を使用します。S式は、アトムとリストの2種類に分類されます。

アトムは、数値、文字列、シンボルなどの基本的な要素を表します。リストは、括弧で囲まれた0個以上の要素の並びで、リストの要素にはアトムやリストを含めることができます。

; アトムの例
42
"hello"
x

; リストの例
(1 2 3)
(a b (c d) e)

LISPの関数定義と評価

LISPでは、defun 特殊形式を使用して関数を定義します。defun に続けて関数名、引数リスト、関数本体を指定します。

LISPの式は、評価されることで値を返します。関数呼び出しの場合、関数本体が評価され、最後の式の値が関数の返り値となります。

(defun factorial (n)
  (if (<= n 1)
      1
      (* n (factorial (- n 1)))))

(factorial 5)  ; 120 を返す

LISPの特徴的な機能

LISPに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• LISPの高階関数
• LISPのマクロ
• LISPの遅延評価

LISPの高階関数

LISPは、関数型プログラミングの概念を取り入れており、高階関数をサポートしています。高階関数とは、関数を引数として受け取ったり、関数を返り値として返したりできる関数のことです。

LISPの代表的な高階関数には、map、reduce、filterなどがあります。これらの関数は、リストの要素に対して特定の処理を適用したり、条件に基づいて要素をフィルタリングしたりするのに使用されます。

(map 'list #'square '(1 2 3 4))  ; (1 4 9 16) を返す
(reduce #'+ '(1 2 3 4))  ; 10 を返す
(filter #'evenp '(1 2 3 4 5))  ; (2 4) を返す

LISPのマクロ

LISPのマクロは、コードを生成するコードのことを指します。マクロを使用すると、プログラムの構文を拡張したり、特殊な制御構造を定義したりできます。

マクロは、defmacro 特殊形式を使用して定義します。マクロは、コンパイル時に展開され、生成されたコードが元のコードに置き換えられます。

(defmacro when (condition &rest body)
  `(if ,condition (progn ,@body)))

(when (> x 0)
  (print "Positive")
  (print "Number"))

LISPの遅延評価

LISPは、遅延評価をサポートしています。遅延評価とは、式の評価を実際に必要になるまで遅らせる機能です。

LISPの遅延評価は、特殊形式の lambda を使用して実現されます。lambda は、関数オブジェクトを生成しますが、その関数が呼び出されるまで本体の評価は行われません。

(defun lazy-sum (x y)
  (lambda () ぽ+んん x y)))

(defvar sum (lazy-sum 3 4))
(funcall sum)  ; 7 を返す

LISPの応用分野

LISPに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• LISPと人工知能
• LISPとシンボル処理
• LISPと教育・研究

LISPと人工知能

LISPは、人工知能の分野で長い歴史を持っています。LISPの記号処理能力と柔軟性は、知識表現やエキスパートシステムの開発に適しています。

古典的なAIプログラミングの多くがLISPで書かれており、エキスパートシステムの構築や自然言語処理などに利用されてきました。現在でも、LISPは人工知能の研究や実装に使用されています。

LISPとシンボル処理

LISPは、シンボル処理に強みを持つプログラミング言語です。数式の操作や論理式の変形など、シンボルを扱う処理を得意としています。

LISPのS式とリスト処理の機能は、シンボル処理に適しています。LISPを使用することで、数式の簡約化や定理の証明などの問題に取り組むことができます。

LISPと教育・研究

LISPは、プログラミング教育や研究の分野でも重要な役割を果たしています。LISPのシンプルな構文と強力な抽象化機能は、プログラミングの概念を学ぶのに適しています。

また、LISPは、プログラミング言語の設計や実装の研究にも使用されます。多くのプログラミング言語がLISPの影響を受けており、LISPの概念や技術は現代のプログラミング言語にも受け継がれています。

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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