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Lisp-1/2 の利点と欠点
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コスモス
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Lisp-1/2 の利点と欠点

前回の冒頭で、いきなりLisp-1 Lisp-2 なんてやっちゃったけど、それぞれに利点と欠点が有るはず。それをチャッピーに聞いてみた。

A: 非常に良い質問です。「/Lisp-1/」と「/Lisp-2/」の違いは、/関数と変数の名前空間（環境）を分けるかどうか/にあります。以下で、両者の概要と利点・欠点を整理して説明します。

## 🧠 Lisp-1 と Lisp-2 の基本的な違い

特徴	Lisp-1	Lisp-2
---------	---------------------	------------------------
名前空間	/関数と変数が同じ名前空間/を共有する	/関数と変数が別々の名前空間/を持つ
代表例	Scheme, Clojure	Common Lisp, Emacs Lisp
関数呼び出しの扱い	関数も変数の一種（関数値）として扱う	関数は「関数セル」、変数は「値セル」に格納される

## 🧩 Lisp-1（例：Scheme）

### 仕組み

関数も「値（オブジェクト）」として変数に代入できる。したがって、関数呼び出しは単に「関数値を評価して適用」する操作に過ぎない。

(define f +)       ; f に加算関数を代入
(f 1 2)            ; => 3

f は「関数」という特別な名前空間ではなく、通常の変数として参照されます。

### ✅ 利点

言語モデルが単純
- すべての名前は同じ方法で束縛・参照される。
- 評価モデルが一貫しており、「関数」も「データ」も区別がない（関数も第一級オブジェクト）。
高階関数が自然
- 関数を変数に代入・渡すのが自然で、関数プログラミングに適している。
- (map f lst) のような関数操作が自然に書ける。
メタプログラミングが単純
- マクロやクロージャなどを扱う際も、名前解決の仕組みがシンプル。

### ❌ 欠点

名前の衝突が起きやすい
- 同じ名前を「関数」と「変数」で別々に使うことができない。
- 例：

(define car 10) ; 変数carを定義
(car '(1 2 3))  ; ← 関数carが使えなくなる

これはエラーになる。

関数定義の明示性が低い
- =define=で定義したものが「データ」か「関数」か文脈でしか分からない。

## ⚙️ Lisp-2（例：Common Lisp）

### 仕組み

関数と変数の名前は/別々に管理される/。関数呼び出しでは「関数セル」を参照し、変数参照では「値セル」を参照する。

(setq f #'+)       ; 値セルに関数オブジェクトを代入
(defun f (x y) (+ x y))  ; 関数セルに関数を代入

(f 1 2)            ; => 関数セルの f が呼ばれる（3）
(funcall f 3 4)    ; => 値セルの f (#+) を呼び出す（7）

### ✅ 利点

名前の衝突が起きない
- 同じ名前を関数と変数で自由に使える。
- 関数定義と変数定義を分けて書けるので、安全で分かりやすい。
関数呼び出しが明示的
- (funcall var ...) のように、関数オブジェクトを明示的に適用するため、挙動が明確。
最適化しやすい
- コンパイラは、通常の関数呼び出し（名前が関数セルに束縛されているもの）を静的に最適化しやすい。

### ❌ 欠点

評価モデルが複雑
- 「変数と関数で別々の名前空間がある」ことを常に意識しなければならない。
- (f 1 2) と (funcall f 1 2) の違いは混乱を招きやすい。
関数を第一級オブジェクトとして扱うときに冗長
- 関数を変数に格納・渡すには #' や funcall が必要。

(mapcar #'f list)   ; Common Lisp
;; 対応するSchemeでは
(map f list)

## 🧮 まとめ比較

観点	Lisp-1	Lisp-2
-----------	------	--------
モデルの単純さ	◎	△
名前衝突耐性	△	◎
高階関数の扱いやすさ	◎	○
コンパイラ最適化	○	◎
書きやすさ	◎（短い）	△（明示的）
初心者への分かりやすさ	○	○（意図が明確）

## 🧭 総評

/Lisp-1/（Schemeなど）は「シンプルで一貫性のある関数的世界」向き。 → 教育用・関数型指向・小規模な言語設計に向く。
/Lisp-2/（Common Lispなど）は「安全で構造的な大規模開発」向き。 → 名前の衝突を避け、コンパイラ最適化を活かした現実的な実用志向。

ast

前回のshellの所で、こんな説明が出てきた。Lispなら、コードの作成の面倒な部分、解析とか構文木の作成はユーザーの脳に頼っているからなあ。正直、前の工程は良く知らん。

字句解析 → 構文解析 → 抽象構文木(AST)生成 → 実行（eval / execute）

そこで、予習しときましょ。ぐぐったらpython astってのがデフォで用意されてたんで、久々にpythonします。

pythonはLisp-1 ?

なんとなく、そう思うんだけど、どうよ。早速、Lisp-1的かLisp-2的か確認してみます。

>>> def mine(a, b):
...     return a + b
...
>>> print( mine(3,4) )
7
>>> mine = "I am var"
>>> print( mine )
I am var
>>> print( mine(3,4) )
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' object is not callable

一瞬、Lisp-2的かと思ったんだけど、違った。

>>> def mine(a,b):
...     return a * b
...
>>> mine
<function mine at 0x73b28157fb00>
>>> mine(5, 6)
30

これで明白になりましたね。この特性が有るからMITの授業ではschemeを捨てて pythonに鞍替えしたんだ(激違)。

python ast

ASTに入門する

抽象構文木 (AST: Abstract Syntax Tree) with Python

関数定義のASTを表示するスクリプト

sakae@lu:tmp$ cat test.py
import ast

src = """
def mine(a,b):
    return a + b
"""

node = ast.parse( src )
print( ast.dump(node, indent=4) )

その実行結果

sakae@lu:tmp$ python3 test.py
Module(
    body=[
        FunctionDef(
            name='mine',
            args=arguments(
                posonlyargs=[],
                args=[
                    arg(arg='a'),
                    arg(arg='b')],
                kwonlyargs=[],
                kw_defaults=[],
                defaults=[]),
            body=[
                Return(
                    value=BinOp(
                        left=Name(id='a', ctx=Load()),
                        op=Add(),
                        right=Name(id='b', ctx=Load())))],
            decorator_list=[],
            type_params=[])],
    type_ignores=[])

関数の引数の形式にも色々有る事を雄弁に語ってくれていますね。その他の事は専門家じゃないんで良く知らないそ。

そんじゃ、mine = "I am var" にして、評価してみる。

Module(
    body=[
        Assign(
            targets=[
                Name(id='mine', ctx=Store())],
            value=Constant(value='I am var'))],
    type_ignores=[])

何となくJava界隈が大好きなXMLを思い出しちゃったぞ。

ast — Abstract syntax trees 詳細はここ見れ。

rubyは、どうした？

Rubyソースコード完全解説 (RHG) ですよ。