Современное использование Lisp: примеры, проекты и компании

Lisp был создан Джоном Маккарти (John McCarthy) в 1958 году. Маккарти был профессором в Массачусетском технологическом институте (MIT) и одним из пионеров в области искусственного интеллекта. Он разработал Lisp как язык для работы с символическими вычислениями, что сделало его очень удобным для задач, связанных с искусственным интеллектом, логикой и обработкой данных.

Целью создания Lisp было упростить представление и обработку символов и списков, что было важно для решения сложных математических и логических задач. Маккарти также предложил идею автоматического управления памятью (сборщика мусора), что стало одним из ключевых аспектов Lisp и сделало его удобным для разработчиков.

Lisp стал вторым по старшинству языком программирования высокого уровня (после Fortran) и оказал значительное влияние на последующие языки, включая Scheme, Clojure и многие другие.

Вместе со своими коллегами Маккарти предположил, что «Каждый аспект обучения или любой другой характеристики интеллекта в принципе может быть настолько точно описан, что машина может быть создана для его имитации». И впервые ввел термин «искусственный интеллект» для описания новой области исследований.

Термин отражал стремление к созданию машин, способных выполнять задачи, для которых обычно требуется человеческий интеллект. Например, понимание естественного языка, распознавание закономерностей, решение проблем и обучение.

Lisp, несмотря на то, что был создан более 60 лет назад, продолжает оставаться актуальным в различных областях программирования. Его богатая история и уникальные возможности по-прежнему привлекают разработчиков, исследователей и компании. Современные диалекты Lisp, такие как Common Lisp и Clojure, продолжают развиваться, находя применение в таких областях, как искусственный интеллект, веб-разработка, автоматизация, научные исследования и разработка игр. В этой статье мы рассмотрим, как Lisp используется в наши дни, приведём примеры проектов и компаний, активно использующих этот язык, а также обсудим ключевые диалекты и их применение.

Особенности Lisp, которые делают его актуальным сегодня

Lisp отличается рядом особенностей, которые поддерживают его актуальность:

Макросы — Lisp поддерживает метапрограммирование, позволяя писать программы, которые могут изменять свой собственный код.
Списки как универсальная структура данных — в Lisp код представляется в виде списков, что делает его легко изменяемым и трансформируемым.
Гарбиж-коллектор — автоматическое управление памятью облегчает работу с динамическими структурами данных.
Функциональный стиль программирования — современный тренд на функциональное программирование, которым славится Lisp, делает его востребованным для многих типов задач.
Поддержка рекурсии — многие современные задачи, такие как работа с деревьями решений и алгоритмами поиска, легко выражаются с помощью рекурсии, которая является одной из ключевых конструкций Lisp.

Эти характеристики делают язык гибким и мощным инструментом для разработки программного обеспечения, особенно там, где требуется высокая динамичность и возможность работы с абстракциями.

Современные диалекты Lisp

Common Lisp

Common Lisp остаётся одним из самых мощных и универсальных диалектов Lisp. Он поддерживает множество парадигм программирования, от процедурного до объектно-ориентированного, и активно используется в промышленных приложениях.

Пример использования Common Lisp в современном программировании:

lispCopy code(defun factorial (n)
  (if (<= n 1)
      1
      (* n (factorial (- n 1)))))

Common Lisp активно используется в академических исследованиях и в проектах, связанных с системами искусственного интеллекта и обработки естественного языка.

Clojure

Clojure — это функциональный диалект Lisp, который работает на платформе Java Virtual Machine (JVM), что делает его привлекательным для разработчиков, работающих с Java-экосистемой. Он поддерживает работу с неизменяемыми структурами данных, что делает его идеальным для многопоточных приложений.

Пример функционального стиля программирования на Clojure:

clojureCopy code(defn factorial [n]
  (reduce * (range 1 (inc n))))

Clojure нашел широкое применение в веб-разработке и работе с большими данными благодаря своей интеграции с JVM и доступу к обширной экосистеме Java-библиотек.

Современные проекты и компании, использующие Lisp

1. Cyc — Общая база знаний для ИИ

Проект Cyc — это одна из самых длительных инициатив в области искусственного интеллекта, которая была начата в 1984 году. Cyc представляет собой обширную базу знаний, которая пытается зафиксировать знания о мире в виде, пригодном для использования системами ИИ. Проект по-прежнему активно используется и развивается.

Cyc написан на Common Lisp, поскольку этот язык предоставляет гибкость для работы с огромными массивами данных, построенными на логике и правилах вывода.

2. Emacs — Мощный текстовый редактор

Emacs — это один из самых известных текстовых редакторов, который является средой разработки, поддерживающей расширение своей функциональности с помощью Emacs Lisp. Emacs используется миллионами программистов по всему миру для различных задач, начиная от написания кода и заканчивая ведением заметок и написанием научных статей.

Пример простого скрипта на Emacs Lisp для автоматизации задач:

lispCopy code(defun insert-current-date ()
  "Insert the current date into the buffer."
  (interactive)
  (insert (format-time-string "%Y-%m-%d")))

Мощь Emacs заключается в его способности быть легко расширяемым с помощью скриптов на Lisp, что делает его очень гибким инструментом.

3. Clojure в индустрии данных и веб-разработке

Clojure стал популярным в компаниях, которые работают с большими данными и распределёнными системами. Например, Funding Circle, крупная финансовая платформа, активно использует Clojure для разработки распределённых систем, обработки транзакций и управления финансовыми потоками.

Walmart также использует Clojure для реализации своего механизма рекомендательной системы, что позволяет обеспечивать высокую масштабируемость и производительность.

Другие проекты на Clojure:

Luminus — платформа для веб-разработки на Clojure, поддерживающая интеграцию с различными базами данных и шаблонами веб-приложений.
Apache Storm — распределённая система для потоковой обработки данных, поддерживает написание приложений на Clojure.

4. Shen — Логический язык программирования

Shen — это относительно новый диалект Lisp, созданный для работы с логическими выводами и доказательствами. Он предназначен для научных и инженерных задач, где требуется построение сложных моделей вывода.

Shen может компилироваться в различные платформы, включая JavaScript, Java и Python, что делает его универсальным инструментом для разработки приложений, связанных с формальной логикой и математическим моделированием.

5. Automated Theorem Proving — ACL2

Система ACL2 — это инструмент для автоматического доказательства теорем, написанный на Common Lisp. Он используется для верификации сложных вычислительных систем, таких как аппаратное и программное обеспечение. ACL2 применяют компании, занимающиеся разработкой систем, где точность и корректность кода критичны, например, в авиакосмической отрасли и финансовом секторе.

6. Nextjournal — научная платформа на Clojure

Nextjournal — это платформа для реплицируемых исследований и работы с научными данными, которая написана на Clojure. Она позволяет учёным создавать интерактивные статьи и делиться научными результатами, где код, данные и тексты объединены в одном месте. Благодаря этому проекту, исследователи могут легко воссоздавать и проверять чужие эксперименты.

Примеры компаний, использующих Lisp

1. Grammarly

Grammarly, популярный инструмент для проверки грамматики и улучшения текста, использует Clojure для реализации некоторых своих бэкенд-систем. Clojure позволяет работать с высоконагруженными системами и обеспечивает масштабируемость, необходимую для работы с миллионами пользователей.

2. Nubank

Nubank — один из крупнейших финтех-стартапов в Латинской Америке, активно использует Clojure для создания своих финансовых продуктов. Clojure обеспечивает безопасность в работе с транзакциями и упрощает создание многопоточных приложений, что важно для финансовых систем.

3. Walmart

Walmart использует Clojure в своих рекомендательных системах и для работы с данными. Благодаря поддержке высоких нагрузок и возможности параллельной обработки больших объёмов данных, Clojure стал важной частью технической инфраструктуры Walmart.

Будущее Lisp: перспективы и вызовы

Lisp остаётся мощным инструментом для ряда специфических областей, таких как ИИ, научные исследования, автоматизация и создание высокопроизводительных распределённых систем. Однако широкое использование языка ограничено сложностью освоения и его нишевым характером. Тем не менее, такие диалекты, как Clojure, помогают сохранить актуальность Lisp, предоставляя программистам доступ к экосистеме JVM и возможностям современного функционального программирования.

Заключение

Lisp остаётся значимой частью современного программирования, особенно в областях, требующих высокой гибкости и мощных возможностей метапрограммирования. Несмотря на то, что другие языки программирования, такие как Python и JavaScript, доминируют в массовом использовании, Lisp продолжает жить и развиваться, поддерживаемый энтузиастами и профессионалами. Веб-разработка, научные исследования, автоматизация и системы с высокими требованиями к параллелизму — всё это области, где Lisp по-прежнему блестяще проявляет себя.