5.4 コンスセルおよびリストの構築

リストはLispの中核にあたる機能なので、リストを構築するために多くの関数があります。consはリストを構築する基本的な関数です。しかしEmacsのソースコードでは、consよりlistのほうが多く使用されているのは興味深いことです。

Function: cons object1 object2

この関数は新しいリスト構造を構築するための、もっとも基本的な関数である。この関数はobject1をCAR、object2をCDRとする新しいコンスセルを作成して、それから新しいコンスセルをリターンする。引数object1とobject2には任意のLispオブジェクトを指定できるが、ほとんどの場合object2はリストである。

(cons 1 '(2))
     ⇒ (1 2)

(cons 1 '())
     ⇒ (1)

(cons 1 2)
     ⇒ (1 . 2)

リストの先頭に1つの要素を追加するために、consがよく使用される。これをリストに要素をコンスすると言います。⁴たとえば:

(setq list (cons newelt list))

この例で使用されているlistという名前の変数と、以下で説明するlistという名前の関数は競合しないことに注意されたい。すべてのシンボルが、変数ト関数の両方の役割を果たすことができる。

Function: list &rest objects

この関数はobjectsを要素とするリストを作成する。結果となるリストは常にnil終端される。objectsを指定しないと空リストがリターンされる。

(list 1 2 3 4 5)
     ⇒ (1 2 3 4 5)

(list 1 2 '(3 4 5) 'foo)
     ⇒ (1 2 (3 4 5) foo)

(list)
     ⇒ nil

Function: make-list length object

この関数は各要素がobjectであるような、length個の要素からなるリストを作成する。make-listとmake-string(Creating Stringsを参照)を比較してみよ。

(make-list 3 'pigs)
     ⇒ (pigs pigs pigs)

(make-list 0 'pigs)
     ⇒ nil

(setq l (make-list 3 '(a b)))
     ⇒ ((a b) (a b) (a b))
(eq (car l) (cadr l))
     ⇒ t

Function: append &rest sequences

この関数はsequencesのすべての要素を含むリストをreturnします。sequencesにはリスト、ベクター、ブールベクター、文字列も指定できるが、通常は最後にリストを指定すること。最後の引数を除くすべての引数はコピーされるので、変更される引数はない(コピーを行なわずにリストを結合する方法についてはRearrangementのnconcを参照のこと)。

より一般的にはappendにたいする最後の引数は任意のLispオブジェクトを指定できる。最後の引数のコピーや変換は行わない。最後の引数は新しいリストの最後のコンスセルのCDRとなる。最後の引数もリストならば、このリストの要素は実質的には結果リストの要素になる。最後の要素がリストでなければ、最後のCDRが(正リストで要求される)nilではないので結果はドットリストになる(Cons Cellsを参照)。

以下はappendを使用した例です:

(setq trees '(pine oak))
     ⇒ (pine oak)
(setq more-trees (append '(maple birch) trees))
     ⇒ (maple birch pine oak)

trees
     ⇒ (pine oak)
more-trees
     ⇒ (maple birch pine oak)

(eq trees (cdr (cdr more-trees)))
     ⇒ t

appendがどのように機能するか、ボックスダイアグラムで確認できます。変数treesはリスト(pine oak)にセットされ、それから変数more-treesにリスト(maple birch pine oak)がセットされます。しかし変数treesは継続して元のリストを参照します:

more-trees                trees
|                           |
|     --- ---      --- ---   -> --- ---      --- ---
 --> |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> |   |   |--> nil
      --- ---      --- ---      --- ---      --- ---
       |            |            |            |
       |            |            |            |
        --> maple    -->birch     --> pine     --> oak

空のシーケンスはappendによりリターンされる値に寄与しません。この結果、最後の引数にnilを指定すると、それより前の引数のコピーを強制することになります。

trees
     ⇒ (pine oak)

(setq wood (append trees nil))
     ⇒ (pine oak)

wood
     ⇒ (pine oak)

(eq wood trees)
     ⇒ nil

関数copy-sequenceが導入される以前は,これがリストをコピーする通常の方法でした。Sequences Arrays Vectorsを参照してください。

以下はappendの引数としてベクターと文字列を使用する例です:

(append [a b] "cd" nil)
     ⇒ (a b 99 100)

apply (Calling Functionsを参照)の助けを借りることにより、リストのリストの中のすべてのリストをappendできます。

(apply 'append '((a b c) nil (x y z) nil))
     ⇒ (a b c x y z)

sequencesが与えられなければnilがリターンされます:

(append)
     ⇒ nil

以下は最後の引数がリストでない場合の例です:

(append '(x y) 'z)
     ⇒ (x y . z)
(append '(x y) [z])
     ⇒ (x y . [z])

2番目の例は最後の引数はリストではないシーケンスの場合で、このシーケンスの要素は、結果リストの要素にはなりません。かわりに最後の引数がリストでないときと同様、シーケンスが最後のCDRになります。

Function: copy-tree tree &optional vecp

この関数はツリーtreeのコピーをリターンする。treeがコンスセルなら同じCARとCDRをもつ新しいコンスセルを作成してから、同じ方法によってCARとCDRを再帰的にコピーする。

treeがコンスセル以外の場合、通常はcopy-treeは単にtreeをリターンする。しかしvecpが非nilなら、この関数はベクターでもコピーします(そしてベクターの要素を再帰的に処理する)。

Function: flatten-tree tree

この関数はtreeを“平坦化”したコピー( treeをルートとするコンスセルのツリーのすべての非nilな終端nodeとleave)をリターンする。リターンされたリストのleaveの順序はtreeでの順序と同じ。

(flatten-tree '(1 (2 . 3) nil (4 5 (6)) 7))
    ⇒(1 2 3 4 5 6 7)

Function: number-sequence from &optional to separation

この関数はfromからseparationづつインクリメントして、toの直前で終わる数字のリストをリターンする。separationには正か負の数を指定でき、デフォルトは1。toがnil、または数値的にfromと等しければ、値は1要素のリスト(from)になる。separationが正でtoがfromより小さい、またはseparationが負でtoがfromより大きければ、これらの引数は空のシーケンスを指示することになるので、値はnilになる。

separationが0で、toがnilでもなく、数値的にfromとも等しくまければ、これらの引数は無限シーケンスを指示することになるので、エラーがシグナルされる。

引数はすべて数字である。浮動少数点数の計算は正確ではないので、浮動少数点数の引数には注意する必要がある。たとえばマシンへの依存により、(number-sequence 0.4 0.8 0.2)が3要素のリストをリターンして、(number-sequence 0.4 0.6 0.2)が1要素のリスト(0.4)をリターンnすることがよく起こる。リストのn番目の要素は、厳密に(+ from (* n separation))という式により計算される。リストに確実にtoが含まれるようにするために、この式に適切な型のtoを渡すことができる。別の方法としてtoを少しだけ大きな値(separationが負なら少しだけ小さな値)に置き換えることもできる。

例をいくつか示す:

(number-sequence 4 9)
     ⇒ (4 5 6 7 8 9)
(number-sequence 9 4 -1)
     ⇒ (9 8 7 6 5 4)
(number-sequence 9 4 -2)
     ⇒ (9 7 5)
(number-sequence 8)
     ⇒ (8)
(number-sequence 8 5)
     ⇒ nil
(number-sequence 5 8 -1)
     ⇒ nil
(number-sequence 1.5 6 2)
     ⇒ (1.5 3.5 5.5)