LISPのソースを表示

{{Otheruseslist|プログラミング言語の一種であるLISP|同名の声優ユニット|LISP (声優ユニット)|インターネットのプロトコル|Locator/Identifier Separation Protocol}}
{{出典の明記|date=2023年11月}}

{{Infobox プログラミング言語
| fetchwikidata = ALL
| onlysourced   = false
| 名前                    = LISP
| ロゴ                    = Lisplogo.png
| 登場時期                 = {{start date and age|1960}}<ref name="lisp-node3"/><ref name="LISP-I-MANUAL"/><ref name="lisp-recursive"/>
| 設計者                  = [[ジョン・マッカーシー]]
| 開発者                  = [[スティーブ・ラッセル]]、ティモシー・P・ハート、マイク・レビン
| 最新リリース             = <!-- 最新版リリース -->
| 最新リリース日           = <!-- 最新版リリース年月日、{{start date and age|YYYY|MM|DD}} -->
| 型付け                  = [[型システム#静的な型付けと動的な型付け|強い]][[動的型付け]]
| 方言 =  {{lang|en|[[Arc (プログラミング言語)|Arc]]}}、{{lang|en|[[AutoLISP]]}}、{{lang|en|[[Clojure]]}}、{{lang|en|[[Common Lisp]]}}、{{lang|en|[[Emacs Lisp]]}}、{{lang|en|[[EuLisp]]}}、{{lang|en|[[Franz Lisp]]}}、{{lang|en|[[Hy]]}}、{{lang|en|[[Interlisp]]}}、{{lang|en|[[ISLISP]]}}、{{lang|en|[[Le Lisp]]}}、{{lang|en|[[LFE (プログラミング言語)|LFE]]}}、{{lang|en|[[Maclisp]]}}、{{lang|en|[[MDL (プログラミング言語)|MDL]]}}、{{lang|en|[[newLISP]]}}、{{lang|en|[[NIL (プログラミング言語)|NIL]]}}、{{lang|en|[[PicoLisp]]}}、<br>{{lang|en|[[Portable Standard Lisp]]}}、{{lang|en|[[Racket (プログラミング言語)|Racket]]}}、{{lang|en|[[Scheme]]}}、{{lang|en|[[SKILL (プログラミング言語)|SKILL]]}}、{{lang|en|[[Spice Lisp]]}}、{{lang|en|[[T (プログラミング言語)|T]]}}、{{lang|en|[[XLISP]]}}、{{lang|en|[[Lisp Machine Lisp]]}}
| 処理系                  = <!-- 主な処理系 -->
| 影響を与えた言語          = {{lang|en|[[CLIPS]]}}、{{lang|en|[[CLU]]}}、{{lang|en|[[COWSEL]]}}、{{lang|en|[[Dylan]]}}、{{lang|en|[[Falcon (プログラミング言語)|Falcon]]}}、<br/> {{lang|en|[[Forth]]}}、{{lang|en|[[Haskell]]}}、{{lang|en|[[Io (プログラミング言語)|Io]]}}、{{lang|en|[[Ioke (プログラミング言語)|Ioke]]}}、{{lang|en|[[JavaScript]]}}、<br/>{{lang|en|[[Julia (プログラミング言語)|Julia]]}}、{{lang|en|[[LOGO]]}}、{{lang|en|[[Lua]]}}、{{lang|en|[[Mathematica]]}}、{{lang|en|[[MDL (プログラミング言語)|MDL]]}}、<br/>{{lang|en|[[ML (プログラミング言語)|ML]]}}、{{lang|en|[[Nu (プログラミング言語)|Nu]]}}、{{lang|en|[[OPS5]]}}、{{lang|en|[[Perl]]}}、{{lang|en|[[POP-2]]}}、{{lang|en|[[POP-11]]}}、{{lang|en|[[Python]]}}、{{lang|en|[[R言語|R]]}}、{{lang|en|[[Rebol]]}}、{{lang|en|[[RPL (プログラミング言語)|RPL]]}}、{{lang|en|[[Ruby_(代表的なトピック)|Ruby]]}}、{{lang|en|[[Smalltalk]]}}、{{lang|en|[[Tcl]]}}
| wikibooks              = LISP
}}

'''{{lang|en|LISP}}'''（リスプ）は、[[関数型プログラミング言語]]である。<!--長い歴史を持ち、特徴的で完全に括弧で囲われた[[ポーランド記法]]<ref>
{{cite book
|title=Milestones in computer science and information technology
|author=Edwin D. Reilly
|publisher=Greenwood Publishing Group
|year=2003
|isbn=978-1-57356-521-9
|pages=156–157
|url=https://books.google.co.jp/books?id=JTYPKxug49IC&pg=PA157&redir_esc=y&hl=ja
 }}</ref>によって記述される。-->[[S式]]と[[ポーランド記法|前置記法]]などが特徴である。

1958年秋から開発が開始され<ref name="lisp-node3">{{Cite web |title=The implementation of LISP |author= |work=www-formal.stanford.edu |date= |access-date=7 April 2024 |url= https://www-formal.stanford.edu/jmc/history/lisp/node3.html}}</ref>、1960年3月にLISP Iとしてマニュアルが書かれ<ref name="LISP-I-MANUAL">{{Cite web |title=McCarthy et al. LISP I Programmer's Manual. — Software Preservation Group |author= |work=softwarepreservation.org |date= |access-date=7 April 2024 |url= https://www.softwarepreservation.org/projects/LISP/book/LISP%20I%20Programmers%20Manual.pdf/view}}</ref>、1960年4月に初めて論文が発表された<ref name="lisp-recursive">{{Cite web |title=RECURSIVE FUNCTIONS OF SYMBOLIC EXPRESSIONS AND THEIR COMPUTATION BY MACHINE (Part I) (12-May-1998) |author= |work=www-formal.stanford.edu |date= |access-date=7 April 2024 |url= https://www-formal.stanford.edu/jmc/recursive.html}}</ref>{{lang|en|LISP}}は、現在でも広く使用されている[[高水準言語|高水準プログラミング言語]]の中では、{{lang|en|[[FORTRAN]]}}、[[COBOL]]に次いで3番目に古い<ref>{{cite web|url=http://sicp.iijlab.net/fulltext/xfore.html|quote=Lispはほぼ四半世紀の間使われた長命者である. 現役のプログラミング言語では{{lang|en|Fortran}}だけが先輩である.|title=SICP: 序文|accessdate=2015-10-20}}</ref>。

これまでに多数の[[方言 (プログラミング言語)|方言]]が存在してきたが、今日広く使われている{{lang|en|LISP}}[[方言 (プログラミング言語)|方言]]は、[[Common Lisp|{{lang|en|Common Lisp}}]]、[[Scheme|{{lang|en|Scheme}}]]、[[Clojure]]などである。

元々、{{lang|en|LISP}}は、[[アロンゾ・チャーチ]]の[[ラムダ計算]]表記法に影響を受け、[[プログラム (コンピュータ)|コンピュータプログラム]]のための実用的かつ数学的な表記法として作られた。そして、すぐに[[人工知能]]研究に好まれる[[プログラミング言語]]になった。最初期の[[プログラミング言語]]として、{{lang|en|LISP}}は[[計算機科学]]にて、[[木構造 (データ構造)|木構造]]、[[ガベージコレクション]]、[[動的型付け]]、[[if文|条件分岐]]、[[高階関数]]、[[再帰]]、[[セルフホスティング]]、[[コンパイラ]]を含む多くのアイディアを切り開いた<ref>{{Cite web|和書|title=技術野郎の復讐|author=Paul Graham|url=http://practical-scheme.net/trans/icad-j.html|accessdate=2015-10-20}}</ref>。

{{lang|en|LISP}}の名前は、「{{lang|en|list processor}}」に由来している。[[連結リスト|リスト]]は{{lang|en|LISP}}の主要な[[データ構造]]であり、{{lang|en|LISP}}[[ソースコード]]はそれ自体がリストからできている。その結果、LISPプログラムは[[ソースコード]]を[[データ構造|データ]]として操作することができ、[[プログラマ]]は、[[マクロ (コンピュータ用語)|マクロ]]・システムで新しい構文や{{lang|en|LISP}}埋め込みの新しい[[ドメイン固有言語|DSL]]を作成できる。

コードとデータの互換性は、{{lang|en|LISP}}にそのすぐに認識できる構文を与える。すべてのプログラム・コードは[[S式]]または入れ子のリストとして書かれる。関数呼び出しまたは構文は先頭が関数または演算子の名前で、その続きが引数であるリストとして書かれる。具体的には、3つの引数を取る関数<code>f</code>は、<code>(f arg1 arg2 arg3)</code>として呼び出される。

古くから使われているが、{{lang|en|FORTRAN}}と同様に、現在の{{lang|en|LISP}}は初期のものから変化している。しかし、FORTRANと比べると変化は小さく、1960年のLISP Iの時点で大半の機能は実装済で<ref name="LISP-I-MANUAL"/>、[[ガーベジコレクション]]やquoteでコードの中にコードを埋め込みevalで実行する仕組みも最初から存在し、その後実装された主なものは[[静的スコープ]]（LISP Iは親スコープの変数束縛がおかしく[[動的スコープ]]だった<ref>{{Cite web |title=From LISP 1 to LISP 1.5 |author= |work=www-formal.stanford.edu |date= |access-date=7 April 2024 |url= https://www-formal.stanford.edu/jmc/history/lisp/node4.html}}</ref>）とマクロと[[継続]]である。また、標準ライブラリには[[永続データ構造]]が[[連結リスト|片方向リスト]]しかなかった<ref name="LISP-I-MANUAL"/>。マクロは1963年に実装された<ref>{{Cite report
 | last = Hart
 | first = Timothy P.
 | title = MACRO definitions for LISP
 | institution = Massachusetts Institute of Technology
 | year = 1963
 | number = AI Memo No. 57
 | url = https://hdl.handle.net/1721.1/6111
 | hdl = 1721.1/6111
}}
</ref>。静的スコープは研究され続け、1975年の[[Scheme]]で[[クロージャ]]を使用する形で完全に解決した<ref name="AIM-349">{{Cite report
 | last1 = Sussman
 | first1 = Gerald Jay
 | last2 = Steele
 | first2 = Guy Lewis
 | title = Scheme: An Interpreter for Extended Lambda Calculus
 | institution = Massachusetts Institute of Technology
 | year = 1975
 | number = AI Memo No. 349
 | url = https://hdl.handle.net/1721.1/5794
 | hdl = 1721.1/5794
}}</ref><ref name="AIM-349-2">{{Cite journal
 | last1 = Sussman
 | first1 = Gerald Jay
 | last2 = Steele Jr
 | first2 = Guy L
 | title = Scheme: A interpreter for extended lambda calculus
 | journal = Higher-Order and Symbolic Computation
 | volume = 11
 | issue = 4
 | pages = 405–439
 | year = 1998
 | publisher = Springer
 | url = https://doi.org/10.1023/A:1010035624696
 | doi = 10.1023/A:1010035624696
}}{{要購読}}</ref>。
<!--
LISPは比較的容易に実装できるため、非常に多くの[[方言 (プログラミング言語)|方言]]が存在する。

[[関数型言語]]に分類されるが、ほとんどのLISP方言は、[[変数 (プログラミング)|変数]]への[[名前束縛|束縛]]だけでなく、代入やデータ構造の破壊的操作も可能という、手続き型言語の性格ももっている。

LISPの特徴として以下のようなものがある。
*[[動的型付け|動的な型付け]]（値には型情報を持つが変数は型を持たない）
*[[前置記法]]
*コード自身を[[第一級オブジェクト|第一級（ファーストクラス）オブジェクト]]として扱うことができる

LISPは、全ての[[プログラミング言語]]の中でも2番目に古い高級言語であり、現在でも広く使われている。ただし、最古の高級言語[[FORTRAN]]と同様に、言語仕様は初期と比べて大きく変化している。
-->

==LISPの歴史==
{{Multiple image|image1=John McCarthy Stanford.jpg|footer=ジョン・マッカーシー(上)、スティーブ・ラッセル(下)|image2=Steve Russell.jpg|direction=vertical}}
{{lang|en|LISP}}は1958年秋に[[ジョン・マッカーシー]]が[[マサチューセッツ工科大学|MIT]]のコミュニケーション科学の助教授に就任し開発が始まった<ref name="lisp-node3"/><ref>{{Cite book |和書 |last= |first= |author=ポール・グレアム |authorlink= |coauthors= |translator= |year= |date=2002-09-01 |title=ANSI Common Lisp |publisher=ピアソン・エデュケーション |page=1 |id= |isbn=4-89471-433-7 |quote= }}</ref>。マッカーシーは1960年に[[Association for Computing Machinery|ACM]]の学会誌{{lang|en|Communications of the ACM}}に「{{lang|en|Recursive Functions of Symbolic Expressions and Their Computation by Machine, Part I}}」<ref name="lisp-recursive"/>という題名の論文（「パートII」が発表されることはなかった）を発表した。この論文における重要な点はいくつかあるが、そのひとつは、自分自身を [[eval]] できる meta-circular evaluator（[[:en:Meta-circular evaluator]]）を記述できる、ということを示したことである <!--（[[純LISP]]の記事も参照のこと）←前掲マッカーシー1960論文には "pure" の表記なし、M-expressionのみ。英語版Lisp記事でも言及なし。ただし1979年マッカーシー著の「History of Lisp」中に "... (Cartwright and McCarthy 1978) show how to represent pure LISP programs ..." の一文は見られる。以上から混同と判断。他のM式云々はそもそも歴史の話題を扱っているので的外れ -->。1955年または1956年から開発が始まった[[Information Processing Language|IPL]]は、最初の人工知能言語で、リスト処理や再帰などの多くの概念をすでに含んでいたが、その後すぐにそういった分野では{{lang|en|LISP}}が使われるようになった。

<!--
[[ジョン・マッカーシー]]によるLISPの着想は1956年夏の「{{lang|en|Dartmouth summer research project on artificial intelligence}}」（人工知能についてのダートマス大学夏季研究プロジェクト）にさかのぼる。H. Gelernter、J. R. Hansen、C. L. Gerberichが[[IBM 704]]上のFORTRANでリスト操作をおこなう[[サブルーチン]]のパッケージとして1958年にFLPL（{{lang|en|'''F'''ORTRAN '''l'''ist '''p'''rocessing '''l'''anguage}}）を実装した。プログラミング言語としてのLISPは1958年の秋に[[実装]]がはじまった。[[データ構造]]の[[S式]]やその[[関数]]は、実装する[[コンピュータ]]に依存しないよう[[設計]]した。当初のLISPは、[[ソースコード|ソース]]の[[式 (プログラミング)|式]]を、その式の[[値 (情報工学)|値]]を[[計算]]する[[機械語]]の[[プログラム (コンピュータ)|プログラム]]に[[変換]]する、[[コンパイラ]]として実装された。1960年に[[論文]] 「{{lang|en|Recursive functions of symbolic expressions and their computation by machine, Part I}}」（記号表現の再帰的関数とそれらを用いた機械計算、第一部）を[[Association for Computing Machinery|ACM]]の学会誌「{{lang|en|Communications of the ACM}}」（コミュニケーションズ・オブ・ジ・ACM）に発表する。
-->前述の meta-circular evaluator はLISP自身で実装されているが、ひとたび{{lang|en|LISP}}以外の言語で実装すればそれは実際に{{lang|en|LISP}}を解釈実行できる[[インタプリタ]]となる。マッカーシーは自分の論文中にある評価器は単なる理論上の存在で、そのようにしてインタプリタを実装可能であると考えていなかった。しかし、マッカーシーのもとで大学院生であった[[スティーブ・ラッセル]]は論文を読んだ後、機械語でそれを実装してみせ、マッカーシーを驚かせた。そうして{{lang|en|LISP}}インタプリタが生まれた。

meta-circular evaluator は、ある意味で、[[チューリングマシン]]における[[チューリングマシン#万能チューリングマシン|万能チューリングマシン]]に相当する。（当初{{lang|en|LISP}}プログラムの表現法としていた）「M式」を、{{lang|en|LISP}}自身が扱うデータ構造に変換した「[[S式]]」は、万能チューリングマシンの[[入力]]（テープの初期状態）として与えられるチューリングマシンの記述に相当する。マッカーシーはやはり、{{lang|en|LISP}}プログラムのS式による表現は<code>eval</code>を考えるための論文の中だけのものと考えており、実際のプログラムをS式で書くようになるとは考えていなかった。

{{lang|en|LISP}}は当初[[IBM 704]]上で実装されたが、その計算機のレジスタを構成する部分の名前が、対を分解する関数<code>car</code><ref group="注釈">{{lang-en-short|<u>c</u>ontent of <u>a</u>ddress part of <u>r</u>egister}}</ref>、<code>cdr</code><ref group="注釈">{{lang-en-short|<u>c</u>ontent of <u>d</u>ecrement part of <u>r</u>egister}}</ref>の名前の由来となった。爾来、ほとんどの{{lang|en|LISP}}の方言において、[[CARとCDR|carとcdr]]はそれぞれlistの最初の要素と、最初の要素以外を返す関数の名前となっている。

1960年にLISP Iがリリースされ<ref name="LISP-I-MANUAL"/>、1962年にLISP 1.5がリリースされた<ref>{{Cite web |title=McCarthy et al. LISP 1.5 Programmer's Manual. — Software Preservation Group |author= |work=softwarepreservation.org |date= |access-date=7 April 2024 |url= https://www.softwarepreservation.org/projects/LISP/book/LISP%201.5%20Programmers%20Manual.pdf/view}}</ref>。1960年のLISP Iの時点で既に[[ガベージコレクション]]は実装されている<ref name="LISP-I-MANUAL"/>。また、1960年のLISP Iの時点から、M式で apply[f;x;p] とマニュアルに記載されているものであっても、パンチカードでは f x p と空白区切りでS式で入力することとなっている<ref name="LISP-I-MANUAL"/>。1964年の書籍 The Programming Language LISP: Its Operation and Applications では既にM式表記はなくなり現代と同じく空白区切りのS式で表記されている<ref>{{Cite web |title=Berkeley and Bobrow, editors. The Programming Language LISP: Its Operation and Applications. — Software Preservation Group |author= |work=softwarepreservation.org |date= |access-date=7 April 2024 |url= https://www.softwarepreservation.org/projects/LISP/book/III_LispBook_Apr66.pdf/view}}</ref>。

その発端から{{lang|en|LISP}}は、[[人工知能]]研究のコミュニティ、特にPDP-10システムのユーザーには近しい存在であった。PDPの計算機の設計目標の一つにLISPの実装があり、PDP-6は当初、1ワード24bitの計算機として設計されていたが、LISP 1.5を移植しやすくするために36bitに変更された<ref>
{{cite web|url=https://groups.google.com/forum/#!topic/alt.folklore.computers/BuVgLOcz0Ow
|title=The History of TOPS or Life in the Fast ACs
|author=Peter J Hurley
|accessdate=2016-10-06}}
</ref>。人工知能コミュニティでは、{{lang|en|LISP}}はプログラミング言語の実装用言語としても用いられた。有名なAIシステム[[SHRDLU|{{lang|en|SHRDLU}}]]の実装言語の{{lang|en|Micro [[Planner]]}}は、[[Maclisp|{{lang|en|MACLISP}}]]で実装されている。

また、1968年に{{lang|en|LISP}}で実装された[[REDUCE (数式処理システム)|{{lang|en|REDUCE}}]]<ref>[http://www.reduce-algebra.com/reduce40.pdf REDUCE: The First Forty Years]</ref>や[[Macsyma|{{lang|en|Macsyma}}]]等の数式処理システムが登場し、需要が高まるにつれ高速な{{lang|en|LISP}}の処理系の需要も高まり、{{lang|en|LISP}}を高速に処理するいわゆる[[LISPマシン|{{lang|en|LISP}}マシン]]の動機の一つとなった。{{lang|en|LISP}}マシンは、タグアーキテクチャや、ハードウェアスタック等LISP向けのハードウェア機構により、型のディスパッチや関数呼出し、ガベージコレクションの高速化を実現した。

{{lang|en|LISP}}は実装の容易さゆえに非常に多くの方言を生んだ。[[マクロ (コンピュータ用語)|マクロ]]を用いれば文法構造それ自体を拡張できるので、ある意味では利用者ごとに方言があるとさえいってよい。1970年代から1980年代にかけては、大きく分けて[[Maclisp|{{lang|en|MACLISP}}]]系と[[Interlisp|{{lang|en|Interlisp}}]]系の二つの主流が存在し、後の{{lang|en|LISP}}方言に影響を与えている。

1975年に{{lang|en|LISP}}ベースでプログラミングに必要な言語機能を極限まで抽象化した[[Scheme|{{lang|en|Scheme}}]]が開発され、こちらも現在の主流の一つになっている。Schemeで変数のスコープ問題が完全解決し、[[クロージャ]]を使用する[[静的スコープ]]が実装された<ref name="AIM-349"/><ref name="AIM-349-2"/>。Schemeにて基本的な言語仕様が確定する。関数型言語のグループでは[[ML (プログラミング言語)|ML]]が1973年に開発され、これが、[[Standard ML]]、[[Ocaml]]、[[Haskell]]などへと発展していく。

1980年代と1990年代には、たくさんの{{lang|en|LISP}}方言を一つの言語に統合しようという努力がなされた。その結果として1984年に設計された新しい言語[[Common Lisp|{{lang|en|Common Lisp}}]]は基本的にそれらの方言のスーパーセットであり、それらを置き換えることになった。1994年に[[ANSI|{{lang|en|ANSI}}]]は{{lang|en|Common Lisp}}の標準仕様「{{lang|en|ANSI X3.226-1994 American National Standard for Programming Language Common LISP}}」を出版した。しかし、このときまでには、全盛期に比べると{{lang|en|LISP}}の市場は小さくなっていた。

{{lang|en|LISP}}は現在でも広く使われている年代物の言語の一つである。

==LISP処理系と派生言語のタイムライン==
{| style="font-size:90%; text-align:center; border:#666666 solid 1px;"
|+ LISP系言語の大まかな流れ
!
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 1960
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 1965
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 1970
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 1975
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 1980
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 1985
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 1990
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 1995
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 2000
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 2005
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 2010
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 2015
!style="width:5em; background:#ddddff;"| 2020
|-
!style="background:#ddddff;"|LISP
|colspan="2" style="background:lightgray"|LISP I, 1.5, 2
|colspan="11"|
|-
!style="background:#ddddff;"|Maclisp
|colspan="1"|
|colspan="5" style="background:lightgray"|[[Maclisp]]
|colspan="6"|
|-
!style="background:#ddddff;"|Interlisp
|colspan="2"|
|colspan="5" style="background:lightgray"|[[Interlisp]]
|colspan="5"|
|-
!style="background:#ddddff;"|ZetaLisp
|colspan="3"|
|colspan="5" style="background:lightgray"|[[Lisp Machine Lisp]]
|colspan="4"|
|-
!style="background:#ddddff;"|Scheme
|colspan="3"|
|colspan="10" style="background:lightgray"|[[Scheme]]
|-
!style="background:#ddddff;"|NIL
|colspan="3"|
|colspan="2" style="background:lightgray"|[[NIL (programming language)|NIL]]
|colspan="7"|
|-
!style="background:#ddddff;"|Common Lisp
|colspan="4"|
|colspan="9" style="background:lightgray"|[[Common Lisp]]
|-
!style="background:#ddddff;"|T
|colspan="5"|
|colspan="3" style="background:lightgray"|[[T (programming language)|T]]
|colspan="4"|
|-
!style="background:#ddddff;"|Emacs Lisp
|colspan="5"|
|colspan="8" style="background:lightgray"|[[Emacs Lisp]]
|-
!style="background:#ddddff;"|AutoLISP
|colspan="5"|
|colspan="8" style="background:lightgray"|[[AutoLISP]]
|-
!style="background:#ddddff;"|ISLISP
|colspan="5"|
|colspan="8" style="background:lightgray"|[[ISLISP]]
|-
!style="background:#ddddff;"|EuLisp
|colspan="5"|
|colspan="4" style="background:lightgray"|[[EuLisp]]
|colspan="3"|
|-
!style="background:#ddddff;"|PicoLisp
|colspan="6"|
|colspan="7" style="background:lightgray"|[[PicoLisp]]
|-
!style="background:#ddddff;"|Racket
|colspan="7"|
|colspan="6" style="background:lightgray"|[[Racket]]
|-
!style="background:#ddddff;"|Arc
|colspan="8"|
|colspan="4" style="background:lightgray"|[[Arc (programming language)|Arc]]
|-
!style="background:#ddddff;"|Clojure
|colspan="9"|
|colspan="4" style="background:lightgray"|[[Clojure]]
|-
!style="background:#ddddff;"|LFE
|colspan="9"|
|colspan="3" style="background:lightgray"|[[LFE (programming language)|LFE]]
|-
!style="background:#ddddff;"|Hy
|colspan="10"|
|colspan="3" style="background:lightgray"|[[Hy]]
|}

==文法==
{{lang|en|LISP}}は「式指向」の言語である。他の多くの言語とは違って、[[式 (プログラミング)|式]]と[[文 (プログラミング)|文]]は区別されず、すべてのコードとデータは式として書き下される。式が評価されたとき、それは値（または値のリスト）を生成する。式は他の式に埋め込める。

マッカーシーの1960年の論文<ref name="lisp-recursive"/>では、2つのタイプの表現が導入されている。内部のデータ構造の表現である[[S式]]（記号式、{{lang-en-short|symbolic expression}}、{{lang|en|sexp}}）と、S式を引数に取りS式を返す関数を表す、外部表現である[[M式]](メタ式、{{lang-en-short|meta expression}}）である。マッカーシーは、S式はプログラムの処理対象のデータの表現に使い、{{lang|en|LISP}}プログラムの表現にはM式を使った。S式によるプログラムの表現は論文の中のみのものと考えていた。しかし、S式で表現されたプログラムを評価するevalが実装され、S式で表現することでプログラムをプログラムで操作できるという利点があり、今日ではほとんどすべての{{lang|en|LISP}}言語でM式は使用されておらず、プログラムとデータの両方にS式を使用する。

{{lang|en|LISP}}の用いる S式は括弧を大量に使用するため、批判を受けることもある。「{{lang|en|LISP}} は 『{{lang|en|lots of irritating superfluous parentheses}}』（過剰でいらいらさせる大量の括弧）に由来する」というジョークもある。しかし、S式による構文は{{lang|en|LISP}}の能力を生み出してもいる。この構文は極めて正規化されているので、コンピュータによる操作が容易に行える。

式への依存が、{{lang|en|LISP}}に優れた柔軟性を与えている。{{lang|en|LISP}}の[[関数 (プログラミング)|関数]]は、それ自身がリストとして書かれており、データとまったく同様に扱うことができる。{{lang|en|LISP}}のプログラムは他の{{lang|en|LISP}}プログラムを処理するように書くことができる。これは、[[メタプログラミング]]と呼ばれる。多くの {{lang|en|LISP}}方言はこの機能を[[マクロ (コンピュータ用語)|マクロ]]システムで活用しており、言語自身の機能をほとんど際限なく拡張することを可能にしている。

{{lang|en|LISP}}でのリストは空白と括弧で区切られた要素で記述される。たとえば、

<syntaxhighlight lang="lisp">
(1 2 "foo")
</syntaxhighlight>

は<code>1</code>, <code>2</code>, <code>"foo"</code>の値を要素として持つ1つのリストである。これらの値は暗黙の型を持つ。これらは2つの整数と1つの文字列であるが、そのように宣言されている必要はない。空のリスト<code>()</code>は<code>nil</code>とも書ける。

==評価==

ここでは Lisp の方言の一つである [[Common Lisp]] を例に説明する。現実の実装では、上記のリストを直接処理系に入力するとエラーが起きる。

<syntaxhighlight lang="lisp">
CL-USER> (1 2 "foo")
; in: 1 2
;     (1 2 "foo")
; 
; caught ERROR:
;   illegal function call
</syntaxhighlight>

これは、上の<code>(1 2 "foo")</code>は正しい式ではないからである。処理系の中で上のリストを表現したい場合は、クオート「'」を用いて<code>'(1 2 "foo")</code>と書く必要がある。このことを解説するため、ここで{{lang|en|LISP}}での評価ルールについて述べる。

すべての式は[[前置記法]]のリストとして書かれる。リストの最初の要素は''フォーム''（関数、演算子、マクロ、特殊フォームのいずれか）の名前である。リストの残りは引数である。たとえば、関数<code>list</code>はその引数をリストとして返す。つまり式

<syntaxhighlight lang="lisp">
(list 1 2 "foo")
</syntaxhighlight>

は評価されてリスト<code>'(1 2 "foo")</code>を返す。このことを念頭に置いて、もう一度最初に挙げた式を振り返ると、

<syntaxhighlight lang="lisp">
(1 2 "foo")
; 1 という関数名は存在しない
</syntaxhighlight>

という仕組みでによりエラーが返されたことがわかるだろう。

もし引数のどれかが式であれば、それを含む式が評価される前にそれが再帰的に評価される。たとえば、

<syntaxhighlight lang="lisp">
(list 1 2 (list 3 4))
</syntaxhighlight>

はリスト<code>(1 2 (3 4))</code>に評価される。つまり、3番目の引数はリストであり、リストはネストできるのである。

算術演算も同様に処理される。式

<syntaxhighlight lang="lisp">
(+ 1 2 3 4)
</syntaxhighlight>

は10に評価される。この式は[[中置記法]]では「<math>1+2+3+4</math>」と等価である。

特殊形式（{{lang|en|special form}}）は制御構造など、引数の位置にあるものを通常のようには評価しないような機能を提供する。たとえば、<code>if</code>は3つの引数をとり、
第一引数の値が真なら第二引数に、偽なら第三引数に評価される。ここで真とは<code>nil</code>以外、偽とは<code>nil</code>のことである。したがって式

<syntaxhighlight lang="lisp">
(if (evenp 5)
  (list 1 2 "foo")
  (list 3 4 "bar"))
</syntaxhighlight>

は<code>(3 4 "bar")</code>に評価される。<code>evenp</code>は、その第一引数が偶数であるときにtを、
奇数の時nilを返す関数である。5は奇数なので、第一引数<code>(evenp 5)</code>を評価した<code>if</code>は、その第三引数<code>(list 3 4 "bar")</code>を返す。

関数の定義には、特殊形式<code>lambda</code>によって

<syntaxhighlight lang="lisp">
(lambda (x y) (+ x y))
</syntaxhighlight>

のようにして、関数を表現する。この例は、[[ラムダ計算]]における
<code>(λx y.(x + y))</code>を{{lang|en|LISP}}で表現したものである。

特殊形式<code>defun</code>で関数を定義すると、関数に名前を付けて定義できる。<code>defun</code>の引数は引数のリストと、関数として評価される式である。

==純LISP==
{{main|純LISP}}
1980年代、LISPのサブセットの純粋関数型である純LISPと、その処理系である[[:en:Lispkit Lisp|Lispkit Lisp]]が、関数型プログラミングのテストベッド用に、[[SECDマシン]]上で開発された。その仕様としては、[[遅延評価]]を[[評価戦略]]に採り、[[レキシカルスコープ]]を採用している。以下の5つの関数と特殊形式、他にシンボルの<code>nil</code>と<code>t</code>、などがあれば自分自身を解釈実行できるevalを実装できる。このことはある意味で万能[[チューリングマシン]]と同様のことであると言える。

*関数
**<code>car</code>
**<code>cdr</code>
**<code>cons</code>
**<code>eq</code>
**<code>atom</code>
*特殊形式
**<code>cond</code>
**<code>quote</code>
**<code>define</code>(label)

==プログラム例==
以下にいくつかの{{lang|en|LISP}} (特に[[Common Lisp]]) のコード例を示す。これらは産業界における典型的なコードではないが、コンピュータサイエンスのコースで通常教えられる典型的な{{lang|en|LISP}}コードである。

{{lang|en|LISP}}の構文はそれ自身が[[再帰的定義]]に自然に適合している。それゆえ、再帰的に定義された集合を列挙するというような数学の問題をシンプルに表現できる。

以下の関数は引数の[[階乗]]に評価される。

<syntaxhighlight lang="lisp">
(defun factorial (n)
  (if (<= n 1)
      1
      (* n (factorial (- n 1)))))
</syntaxhighlight>

下記は別のやり方であり、[[末尾再帰]]になっている。

<syntaxhighlight lang="lisp">
(defun factorial (n &optional (acc 1))
  (if (<= n 1)
      acc
      (factorial (- n 1) (* acc n))))
</syntaxhighlight>

再帰と対照的な概念である反復による計算の例として、{{lang|en|Common Lisp}}の代表的な繰り返し構文である<code>LOOP</code>を使った例を示す。

<syntaxhighlight lang="lisp">
(defun factorial (n)
  (loop for i from 1 to n
        for fac = 1 then (* fac i)
        finally (return fac)))
</syntaxhighlight>

<code>LOOP</code>はマクロであり、最終的にはプリミティブな構文の組み合わせに展開される。

以下の関数は引数にリストをとり、そのリストの要素の順番を逆にしたものに評価される（{{lang|en|LISP}}は実際には同じことを行うビルトイン関数を普通持っている）。

<syntaxhighlight lang="lisp">
(defun reverse (l &optional acc)
  (if (atom l)
      acc
      (reverse (cdr l) (cons (car l) acc))))
</syntaxhighlight>

==オブジェクト指向システム==
以下を含む多種のオブジェクト指向あるいはモジュールが{{lang|en|LISP}}の上に、あるいは併置して、あるいは組み込まれて設置されている。

*[[マサチューセッツ工科大学|MIT]]による[[Flavors|{{lang|en|Flavors}}]]
*{{lang|en|Flavors}}の子孫である[[CLOS|{{lang|en|CLOS}}]]({{lang|en|The Common Lisp Object System}})

{{lang|en|CLOS}}は[[多重継承]]と[[多重ディスパッチ]]（マルチメソッド）の機能を持ち、強力なメソッド結合({{lang|en|method combination}})のシステム({{lang|en|FIXME}})を持つ。{{lang|en|LISP}}を含めた{{lang|en|Common Lisp}}は、公式に標準化された最初の[[オブジェクト指向言語]]である。

{{Main|Common Lisp Object System}}

==系統と変種==
*[[AutoLISP|{{lang|en|AutoLISP}}]]/{{lang|en|Visual LISP}} - [[AutoCAD|{{lang|en|AutoCAD}}]]製品のカスタマイズ用の言語。
*{{lang|en|Cambridge LISP}} - 当初、[[IBM]]の[[メインフレーム]]上で実装され、[[メタコムコ]]によって[[Amiga|{{lang|en|Amiga}}]]用として発表された。
*[[Clojure|{{lang|en|Clojure}}]] - [[Java仮想マシン]]上で動作するLISP。マルチスレッドプログラムの開発を容易化する汎用言語。
*[[Common Lisp|{{lang|en|Common Lisp}}]] - 主に{{lang|en|ZetaLISP}}と{{lang|en|Franz Lisp}}の子孫であり、{{lang|en|InterLISP}}の機能も導入された。

*{{lang|en|ELisp}} -古い{{lang|en|LISP}}実装のひとつ。 {{lang|en|Emacs Lisp}}とは別。
*[[Emacs Lisp|{{lang|en|Emacs Lisp}}]] - {{lang|en|[[GNU Emacs]]}}[[テキストエディタ|エディタ]]の拡張言語。
*{{lang|en|Franz LISP}} - 元は[[カリフォルニア大学バークレイ校|バークレイ]]のプロジェクトである。後に{{lang|en|Franz, Inc}}に移行。

*[[InterLisp|{{lang|en|InterLisp}}]] - [[BBNテクノロジーズ|BBN社]]で開発され、初期にはBBN LISPと呼ばれた。後に開発者グループが[[ゼロックス]]の[[パロアルト研究所]]に移動した際にInterLispと改名され、ゼロックスの[[LISPマシン|{{lang|en|LISP}}マシン]]にもInterLisp-Dとして採用された。強力な対話型開発ツールが特徴。より小さいバージョンである「{{lang|en|InterLISP}} 65」は{{lang|en|Atari}}の[[6502]]ベースのコンピュータ用に発表された。
*KLISP - 1967年に[[中西正和]]が[[TOSBAC]]-3400上で開発し、[[日本]]のLISP研究と教育に貢献した。
*{{lang|en|LISP I}}、{{lang|en|LISP 1.5}} - MITで開発されたマッカーシーのオリジナル版。
*{{lang|en|Lispkit LISP}} - 純粋な関数型言語としての方言であり、[[SECDマシン]]上に実装された。関数型言語のコンセプトの実験用テストベッドとして使用された。

*[[MACLisp|{{lang|en|MACLisp}}]] - MITの[[プロジェクトMAC]]（[[Apple]]の{{lang|en|Macintosh}}とは無関係）のために開発されたLISPの直系子孫。
*{{lang|en|MockLisp}} - {{lang|en|Gosling Emacs}} ({{lang|en|Unipress Emacs}}) エディタの拡張言語。リストのない{{lang|en|LISP}}。
*[http://www.bcl.hamilton.ie/~bap/oaklisp/ {{lang|en|Oak LISP}}] - {{lang|en|Scheme}}ベースのオブジェクト指向言語。
*[[RPL (プログラミング言語)|RPL]] - 「Reverse Polish LISP」([[逆ポーランド記法]]式LISP)の名を冠した言語。逆ポーランド記法・スタック指向を採用するなど、[[Forth]]の影響も大きい。[[ヒューレット・パッカード]]社製の[[関数電卓]]に組み込まれることを想定して開発された。
*[[Scheme|{{lang|en|Scheme}}]] - [[動的スコープ|ダイナミックスコープ]]ではなく[[静的スコープ]]にもとづき再設計された{{lang|en|LISP}}。
*[[SKILL (プログラミング言語)|{{lang|en|SKILL}}]] - [[ケイデンス・デザイン・システムズ]]社製の多くのEDA製品で使われる。

*[[ZetaLisp|{{lang|en|ZetaLisp}}]] - [[LISPマシン|{{lang|en|LISP}}マシン]]のために使われた、{{lang|en|MACLISP}}の直系子孫。
*[[純LISP|純{{lang|en|LISP}}]] - 超循環評価機を記述可能な程度で、ごく小さいサブセットに機能を絞った方言。元々は「最初の論文」と呼ばれている論文中で理論的なものとして示されたが、実際に実装可能である。
*[[xyzzy|{{lang|en|xyzzy}}]] - [[Microsoft Windows|{{lang|en|Microsoft Windows}}]]で動くエディタ。マクロ言語として{{lang|en|xyzzy Lisp}}を実装している。

==脚注==
{{脚注ヘルプ}}
===注釈===
{{Notelist}}
===出典===
{{Reflist}}

==関連項目==
*[[Macsyma|{{lang|en|Macsyma}}]]、[[Maxima|{{lang|en|Maxima}}]]
*[[AutoCAD|{{lang|en|AutoCAD}}]]
*[[人工知能]]
*[[計算機プログラムの構造と解釈|SICP]]
*[[シェーキー]]

==外部リンク==
{{Commons-inline}} 
{{Wikibooks}}
*[https://www-formal.stanford.edu/jmc/recursive.html {{lang|en|Recursive Functions of Symbolic Expressions and their Computation by Machine (Part I)}}] - マッカーシーによる1960年の最初のLISPの論文。
*[https://www.softwarepreservation.org/projects/LISP/book/ ホーム → projects → lisp → Books — Software Preservation Group] - 1960年代のLISPのマニュアル
*[http://jmc.stanford.edu/articles/mcc59.html Programs with Common Sense - Professor John McCarthy] - マッカーシーによる LISP を考案する際の元となった、「家に机がある」を at(desk, home) の様に論理式で情報を表現することを提案した1958年の論文。
*[https://www-formal.stanford.edu/jmc/history/lisp/lisp.html History of Lisp] - 1979年にジョン・マッカーシーが書いた1960年前後の LISP の沿革

{{LISP系言語}}
{{プログラミング言語一覧}}
{{Normdaten}}
[[カテゴリ:LISP|*]]
[[カテゴリ:プログラミング言語]]
[[カテゴリ:関数型プログラミング言語]]
[[カテゴリ:アメリカ合衆国の発明]]