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S-表达式

二月 09, 2023

所谓“S-表达式/運算式”（S-expression）或“sexp”（其中“S”代表“符号的”），是指一种以人类可读的文本形式表达半结构化数据的约定。S-表达式可能以其在Lisp家族的编程语言中的使用而为人所知。其他应用则见于由Lisp衍生的语言，如DSSSL（英语：Document Style Semantics and Specification Language），以及如IMAP之类通信协议中作为标记出现和约翰·麦卡锡的CBCL（英语：Common Business Communication Language）。语法细节和所支持的数据类型虽因语言而异，但这些语言间最通用的特性则是使用S-表达式作为括号化的前缀表示法（有时亦作剑桥波兰表示法）。

Tree data structure representing the s-expression for (* 2 (+ 3 4))

數據類型和語法

S-表達式格式有許多變體，支持不同數據類型的各種不同語法。最廣泛支持的是：

  • 列表和點對: (1 () (2 . 3) (4))
  • 符號: with-hyphen ?@!$ a\ symbol\ with\ spaces
  • 字串: "Hello, world!"
  • 整數: -9876543210
  • 浮點數: -0.0 6.28318 6.023e23

在 LISP 編程中使用

S-表达式在Lisp中既用作代码，也用作数据（见McCarthy Recursive Functions of Symbolic Expressions ）。S-表达式原本被用于将被M-表达式（英语：M-expression）处理的数据，但Lisp的首个实现是一个 S-表达式的解释器，以 S-表达式编码 M-表达式，而Lisp程序员很快习惯于对代码和数据都使用 S-表达式。

S-表达式可以是如数字这样的单个对象，包括特殊原子nil和t在内的LISP 原子（英语：LIST atom），或写作 (x . y)的cons pair。更长的列表则由嵌套的cons pair组成，例如(1 . (2 . (3 . nil)))（，亦可写作更易理解的(1 2 3)）。

使用前缀表示法，程序代码可写作 S-表达式。书写Lisp程序中额外的语法糖则是，一般的表达式(quote x)可以省略为'x。

數據表達式的示例

嵌套列表可以寫為 S-表達式：((milk juice) (honey marmalade))是一個雙元素S-表達式，其元素也是雙元素 S-表達式。Lisp（和本文）中使用的以空格分隔的符號是典型的。換行符（換行符）通常有資格作為分隔符。 這是一個簡單的上下文無關語法的一小部分英語寫成 S-表達式（Gazdar / Melish，Lisp 中的自然語言處理）： 

(((S) (NP VP)) ((VP) (V)) ((VP) (V NP)) ((V) died) ((V) employed) ((NP) nurses) ((NP) patients) ((NP) Medicenter) ((NP) "Dr Chan"))

S 表達式的源碼示例

Common Lisp范例： 

(defun factorial (x) (if (zerop x) 1 (* x (factorial (- x 1)))))

Scheme范例： 

(define (factorial x) (if (zero? x) 1 (* x (factorial (- x 1)))))

解析

S-表達式經常與 XML 進行比較，一個關鍵的區別是 S-表達式在語法上要簡單得多，因此更容易解析。例如，可以在幾十行 Python 代碼中實現一個簡單的 S-表達式解析器。 

def parse_sexp(string): """  >>> parse_sexp("(+ 5 (+ 3 5))")  [['+', '5', ['+', '3', '5']]]    """ sexp = [[]] word = '' in_str = False for char in string: if char == '(' and not in_str: sexp.append([]) elif char == ')' and not in_str: if word: sexp[-1].append(word) word = '' temp = sexp.pop() sexp[-1].append(temp) elif char in (' ', '\n', '\t') and not in_str: if word: sexp[-1].append(word) word = '' elif char == '\"': in_str = not in_str else: word += char return sexp[0]

標準化

1997年5月，罗纳德·李维斯特 提交了一份 Internet-Draft（英语：Internet-草案） ，拟作为RFC出版。该草案定义了基于Lisp S-表达式的语法，但旨在用于一般目的的数据存储及交换（类似XML）而非仅限于编程。尽管未被批准为RFC，但此草案已被其他RFC（如RFC 2693）和数种出版物[2]（页面存档备份，存于互联网档案馆）引用。最原始的用途则是在SPKI（英语：Simple public key infrastructure）中。

Rivest的格式定义了 S-表达式为一个八位元组-串（一系列字节）或其他S-表达式的有限列表。此定义描述了三种表达这种结构的互换格式。一种为“advanced transport”——以格式而言具有很大弹性，且语法上近似于Lisp-风格表达式，但并不等同。例如，advanced transport允许八位元组-串逐字表示（串的长度后跟随一分号及整个原始的串），引号形式允许转义字符，十六进制，Base64，或者在满足一定条件时直接作为“token”。（Rivest的token与Lisp token不同之处在于前者仅仅为了方便与审美，像其他字符串一样对待，而后者有特别的语法意义。）为了更为紧密，更便于语法分析，独立于任何抽象的 S-表达式，另一种交换格式“canonical presentation”仅允许逐字表示的字符串，格式上禁止字符串以外的空白。

相关条目

  • M-表达式
  • CAR and CDR（英语：CAR_and_CDR）
  • 列表構造函數
  • Canonical S-expressions（英语：Canonical S-expressions）

外部链接

自由软件：

二月 09, 2023
表达式, 所谓, 運算式, expression, sexp, 其中, 代表, 符号的, 是指一种以人类可读的文本形式表达半结构化数据的约定, 可能以其在lisp家族的编程语言中的使用而为人所知, 其他应用则见于由lisp衍生的语言, 如dsssl, 英语, document, style, semantics, specification, language, 以及如imap之类通信协议中作为标记出现和约翰, 麦卡锡的cbcl, 英语, common, business, communication, langu. 所谓 S 表达式 運算式 S expression 或 sexp 其中 S 代表 符号的 是指一种以人类可读的文本形式表达半结构化数据的约定 S 表达式可能以其在Lisp家族的编程语言中的使用而为人所知 其他应用则见于由Lisp衍生的语言 如DSSSL 英语 Document Style Semantics and Specification Language 以及如IMAP之类通信协议中作为标记出现和约翰 麦卡锡的CBCL 英语 Common Business Communication Language 语法细节和所支持的数据类型虽因语言而异 但这些语言间最通用的特性则是使用S 表达式作为括号化的前缀表示法 有时亦作剑桥波兰表示法 Tree data structure representing the s expression for 2 3 4 目录 1 數據類型和語法 2 在 LISP 編程中使用 2 1 數據表達式的示例 2 2 S 表達式的源碼示例 3 解析 4 標準化 5 相关条目 6 外部链接數據類型和語法 编辑S 表達式格式有許多變體 支持不同數據類型的各種不同語法 最廣泛支持的是 列表和點對 1 2 3 4 符號 with hyphen a symbol with spaces 字串 Hello world 整數 9876543210 浮點數 0 0 6 28318 6 023e23在 LISP 編程中使用 编辑S 表达式在Lisp中既用作代码 也用作数据 见McCarthy Recursive Functions of Symbolic Expressions 1 S 表达式原本被用于将被M 表达式 英语 M expression 处理的数据 但Lisp的首个实现是一个 S 表达式的解释器 以 S 表达式编码 M 表达式 而Lisp程序员很快习惯于对代码和数据都使用 S 表达式 S 表达式可以是如数字这样的单个对象 包括特殊原子nil和t在内的LISP 原子 英语 LIST atom 或写作 x y 的cons pair 更长的列表则由嵌套的cons pair组成 例如 1 2 3 nil 亦可写作更易理解的 1 2 3 使用前缀表示法 程序代码可写作 S 表达式 书写Lisp程序中额外的语法糖则是 一般的表达式 quote x 可以省略为 x 數據表達式的示例 编辑 嵌套列表可以寫為 S 表達式 milk juice honey marmalade 是一個雙元素S 表達式 其元素也是雙元素 S 表達式 Lisp 和本文 中使用的以空格分隔的符號是典型的 換行符 換行符 通常有資格作為分隔符 這是一個簡單的上下文無關語法的一小部分英語寫成 S 表達式 Gazdar Melish Lisp 中的自然語言處理 S NP VP VP V VP V NP V died V employed NP nurses NP patients NP Medicenter NP Dr Chan S 表達式的源碼示例 编辑 Common Lisp范例 defun factorial x if zerop x 1 x factorial x 1 Scheme范例 define factorial x if zero x 1 x factorial x 1 解析 编辑S 表達式經常與 XML 進行比較 一個關鍵的區別是 S 表達式在語法上要簡單得多 因此更容易解析 例如 可以在幾十行 Python 代碼中實現一個簡單的 S 表達式解析器 def parse sexp string gt gt gt parse sexp 5 3 5 5 3 5 sexp word in str False for char in string if char and not in str sexp append elif char and not in str if word sexp 1 append word word temp sexp pop sexp 1 append temp elif char in n t and not in str if word sexp 1 append word word elif char in str not in str else word char return sexp 0 標準化 编辑1997年5月 罗纳德 李维斯特 提交了一份 Internet Draft 英语 Internet 草案 拟作为RFC出版 该草案定义了基于Lisp S 表达式的语法 但旨在用于一般目的的数据存储及交换 类似XML 而非仅限于编程 尽管未被批准为RFC 但此草案已被其他RFC 如RFC 2693 和数种出版物 2 页面存档备份 存于互联网档案馆 引用 最原始的用途则是在SPKI 英语 Simple public key infrastructure 中 Rivest的格式定义了 S 表达式为一个八位元组 串 一系列字节 或其他S 表达式的有限列表 此定义描述了三种表达这种结构的互换格式 一种为 advanced transport 以格式而言具有很大弹性 且语法上近似于Lisp 风格表达式 但并不等同 例如 advanced transport允许八位元组 串逐字表示 串的长度后跟随一分号及整个原始的串 引号形式允许转义字符 十六进制 Base64 或者在满足一定条件时直接作为 token Rivest的token与Lisp token不同之处在于前者仅仅为了方便与审美 像其他字符串一样对待 而后者有特别的语法意义 为了更为紧密 更便于语法分析 独立于任何抽象的 S 表达式 另一种交换格式 canonical presentation 仅允许逐字表示的字符串 格式上禁止字符串以外的空白 相关条目 编辑M 表达式 CAR and CDR 英语 CAR and CDR 列表構造函數 Canonical S expressions 英语 Canonical S expressions 外部链接 编辑自由软件 sfsexp 页面存档备份 存于互联网档案馆 小且快速的 s表达式 库 C C minilisp 页面存档备份 存于互联网档案馆 by Leon Bottou libcurie 页面存档备份 存于互联网档案馆 一个小的libc替换 依赖 s表达式 取自 https zh wikipedia org w index php title S 表达式 amp oldid 70043284, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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