理解lisp中的cons

列表是Lisp的核心資料結構及文法。在Lisp裡面，列表的儲存方式比較特別，一個列表通常由1個或N個cons來組成的。那個list又與cons是什麼關係呢？搞清楚之前，我混亂了許久，讀過很多文檔及實作才豁然開朗，概要記錄一下，看似內容不多，但要理解的東西多了去，整理出來的文字比起之前做的筆記要少多了 ：）

關於Cons

cons是一種簡單的資料結構，一個cons是由頭尾兩個元素構成：如下建立一個cons對象：
> (setf x (cons 1 2) )
> x
(1 . 2 )
這建立了一個頭是1，尾是2的cons對象。
對cons的操作有兩個，car及cdr，分別是讀取cons的頭和尾元素：
> (car x)
1
> (cdr x)
2

cons的元素可以是任意類型的，當元素也是cons時:
> (setf y (cons 1 (cons 2 (cons 3 4))))
> y
(1 2 3 . 4)
y值可以這樣理解：它由三個（點之前的元素個數）cons組成，最後一個元素是4
> (car y)
1
> (cdr y)
(2 3 . 4)

Cons與List

我們再來建立一個特別的cons：
> (setf z (cons 1 (cons 2 (cons 3 (cons 4 nil)))))
> z
(1 2 3 4)
z值可以這樣理解：它由4個cons組成，最後一個元素是nil 
z也等價於：
> (list 1 2 3 4)

1、像y這樣的列表，我們稱之為點列表，其特徵是cons的最後元素是一個原子，非nil，非空列表。
2、而像z這樣的列表，我們稱之為真列表（list） ，其特重是cons的最後元素是nil，即空列表。真列表列印輸出時，會隱藏掉最後的nil值及點。
3、所以，list是一種特殊的cons，即真列表是一種特殊的點列表。
4、真列表（list）是可以使用append函數的，而點列表不行：
> (append z 5)
(1 2 3 4 5)
> (append y 5)
*** Eval error ***  Wrong type argument: listp, 4
錯誤指出，4（y中的最後一個元素） 不是一個list，所以不能append。
真列表（list） 最後的元素是nil，即空列表，所以是可以加進新元素。

說起來簡單，實際上要真理解的確是得費點工夫和心思。

Cons與其他資料結構

cons除了可以表示list，還可以表示其他複雜的資料結構，如樹，棧等，這就留待後面再做功課了。

無覓