Clojure学习笔记(一)——介绍、安装和语法

什么是Clojure

Clojure是一种动态的、强类型的、寄居在JVM上的语言。

Clojure的特性：

• 函数式编程基础，包括一套性能可以和典型可变数据结构媲美的持久性数据结构
• 由JVM提供的成熟的、高效的运行时环境：所以Clojure可以使用Java类库，反之Clojure库也可以被Java使用
• 跟JVM/Java的互操作能力使得很多架构、运维方面的需求可以得到满足：Clojure代码可以像Java代码一样被打包，然后部署到任何Java应用可以部署的地方
• 一套提供并发、并行语义的机制：Clojure的应用类型强制我们把对象的状态和对象的标识区分开（这是个天才的思想，参见[1][2]），对于多线程的支持使得我们不用手动加锁，解锁也能编写多线程代码
• 是一种Lisp方言，因此提供了非常灵活、强大的元编程能力：Clojure保留了Lisp的最好的特性，去掉了Lisp方言的缺陷。

安装Clojure

因为Clojure需要运行在JVM上所以需要JRE。然后可以在http://clojure.org/community/downloads下载Clojure的代码。有了这些就可以运行Clojure的REPL了。

运行REPL

从命令行运行运行REPL的方式：1. 进入下载的Clojure目录；2.运行java -cp clojure-1.8.0.jar clojure.main，如果会看到如下，则成功：

 为了以后运行方便可以创建一个shell脚本cljREPL.sh，内容如下：

#!/bin/sh 
cd /home/namenode/Code/workspace/clojure-1.8.0
java -cp clojure-1.8.0.jar clojure.main 

然后，修改执行权限：

chmod +x cljREPL.sh

然后创建软链接：

sudo ln -s /home/namenode/Code/workspace/clojure-1.8.0/cljREPL.sh /bin/cljREPL

这样在终端直接输入cljREPL就可以直接运行Clojure的REPL了

安装Clojure命令工具

在Ubuntu下可以直接用apt-get安装Clojure。

sudo apt-get install clojure1.6

测试，创建文件balance.clj（例子来自《Java虚拟机并发编程》）

(def balance(ref 0))
(println "Balance is " @balance)
 
(dosync
(ref-set balance 100))

(println "Balance is now " @balance)

运行：clojure balance.clj则会打印下图的结果

语法

Clojure、Java、Python和Ruby中的函数调用语法比较

同像性

Clojure是由Clojure自身的数据结果：原子值(字符串、数字等)和集合的字面量来表示。这种特征就叫“同像性”，或者称为“代码即数据”。

Clojure没有定义一种将会别转换成AST(Abstract Sytax Tree，抽象语法树)的语法，Clojure代码是直接用表示抽象语法树的Clojure数据结构来写的。

 

Clojure使用数据来表示语言代码的特征使得Clojure代码可以很容易地用来编写和转换其他Clojure代码。这是宏(Macro)的基础，Clojure中的元程序编程工具要比C语言中提供的那种宏以及其他文本预处理器要强劲的多。

Clojure Reader

Clojure reader的功能是把程序员写的文本格式的代码转换成Clojure数据结构。Reader的所有操作是由一个叫read的函数定义的，这个函数从一个字符流里读入代码的文本形式，产生这个文本所对应的数据结构。Clojure的REPL就是使用Reader来读入文本代码的, reader的作用其实可以看做是反序列化的过程。与read和read-string对应的两个函数是pr和pr-str，这两个函数是序列化的过程。

所有Clojure的数据结构和值序列化之前都是既对人可读，又对机器可读

标量字面量

字符串

和Java等语言一样 “Hello World”

而且Clojure天然支持多行

布尔值

Clojure中用true和false表示布尔值

nil

Clojure中的nil和Java中的null是类似的，在判断中nil是逻辑的false

字符

字符字面量是通过反斜杠加字符表示的：

对于Unicode编码和octal编码，可以使用对用前缀：

同时对于一些特殊字符也有对应的常量：

space

ewline
formfeed
return
ackspace
	ab

关键字

关键字始终是以冒号开头，它可以包含任意非空字符。如果关键字里面包含/，表示这个关键字是命名空间限定的。如果关键字是以两个冒号（::）开头的，那么表示是当前命名空间的关键字。如果关键字以两个冒号开头，同时又包含了/，如::alias/kw，那么表示某个特定命名空间里面的关键字。这个设计与XML里面的命名空间实体的用法和动机是一样的，也就是为了让同一个名字在不同的命名空间里有不同的值和语义。

符号

符号也是一种标识符，符号的值是它所代表的Clojure运行时里面的那个值，这个值可以使var所持有的值、Java类、本地引用等。

数字

十六进制：0xff　　八进制：040(以0开头) 　　任意进制：BrN(N表示数字，B表示进制)　　有理数：用比例数表示

 

正则表达式

以#开头，不需要对反斜杠转义

注释

• 单行注释以分号开头
• 形式级别的注释#_宏,告诉reader忽略下一个Clojure形式

空格和逗号

在Reader眼里，逗号就是空格

集合字面量

命名空间

所有的Clojure代码都是在一个命名空间中被定义和求值的。命名空间可以禅城Ruby和Python的module，Java的package。

Clojure中的一种引用类型var是一种可修改的内存地址，从而可以保存任何值，在var被定义的命名空间里，var和一个符号相关联，然后我们就可以通过这个符号来使用这个var，从而得到这个var的值。

在Clojure中var是用def来定义的。如：

在当前命名空间user中定义了一个名叫x的var

当前的命名空间始终绑定到*ns*上

符号求值

阻止求值：quote

阻止求值也可以用单引号表示

代码块：do

do会依次传入进来所有的表达式，并且把最后一个表达式的结果作为返回值

定义Var：def

本地绑定：let

所有本地绑定都是不可变的；let的绑定数组在编译期间在编译器间可以对通用集合进行解构，利用解构，可以大大简化从绑定数据中抽取想要的数据的操作。

解构：let

很多Clojure函数都接受顺序性数据结构和map作为参数或返回值，而且接受或返回抽象数据类型。这使函数在调用Clojure类库时，不需要额外的代码去对接具体数据结构的实现，也就不需要一些glue code来做类型转换之类的事情，可保持代码简单

定义函数：fn

函数是把参数值绑定到参数上，在执行

defn

defn基于fn，封装了def和fn的功能，定义一个具有名的函数

判断：if，when，cond

循环：loop和recur

与Java的互操作：.和new

异常处理：try和throw

状态修改：set!

锁的原语：monitor-enter和monitor-exit

参考

1. http://ifeve.com/stm-1/
2. Dr. Alan Kay， 《on the Meaning of “Object-Oriented Programming”》， http://userpage.fu-berlin.de/~ram/pub/pub_jf47ht81Ht/doc_kay_oop_en
3. Chas Emerick, Brian Carper, Christophe Crand,《Clojure编程》