Környezetek, párhuzamosság
A Symmetric Lisp programozási nyelv a Lisp szintaktikáját követi, és a Lispben megszokott függvényeket támogatja. Lehetővé teszi környezetek írását, amelyek a nyelv objektumai. A környezet (environment) olyan szerkezet, ami szimbólumokat kapcsol össze jelentésükkel vagy értékükkel. Mivel a környezet elemeinek kiértékelése párhuzamosan történik, a Symmetric Lisp párhuzamos programozási nyelv.
A környezetek három elemből állnak: ALPHA, PRIVATE és NAME form. A NAME egy szimbólum nevét kapcsolja össze egy kifejezés értékével. A PRIVATE hasonló a NAME-hez, a különbség csupán annyi, hogy a "PRIVATE szimbólumok" láthatósága csak a definiáló környezetre terjed ki. Az ALPHA form adja meg a NAME/PRIVATE formok jelentését úgy, hogy egy környezetbe fogja össze őket. Az ALPHA formot kiértékelve eredményül egy másik ALPHA formot kapunk, melyben az eredetiben szereplő összes kifejezés értékét meghatároztuk. Az ALPHA-n belüli összes név, függetlenül attól, hogy a NAME vagy a PRIVATE formot használjuk, különböző kell, hogy legyen.
Egy ALPHA kiértékelése három lépésben történik. Először a benne szereplő neveket kell meghatározni, és rögzíteni, hogy ahhoz a környezethez tartoznak, amit az ALPHA definiál. Ez a folyamat minden szimbólum esetében párhuzamosan történik. Ezután a kifejezések szimultán kiértékelése következik. Ha az egyik kifejezés kiszámításához egy másik értékére van szükség, és az még nem meghatározott, akkor a kifejezés kiértékelése blokkolódik addig, amíg a kért érték rendelkezésre nem áll. A harmadik lépésben visszakapjuk az eredmény ALPHA-t, melynek k-adik eleme az eredeti ALPHA k-adik elemének eredménye.
Például:
(ALPHA
(NAME x (+ 1 1))
(NAME y (* x 10)))
eredménye
(ALPHA
(NAME x 2)
(NAME y 20))
Ha a kifejezés olyan névre hivatkozik, ami nem található meg az őt közvetlenül tartalmazó ALPHA-ban, akkor eggyel kijjebbi ALPHA-ban (ami tartalmazza a közvetlent) folytatódik a keresés, és így tovább. Egy szimbólumhoz tartozó értéket meg lehet változtatni a SETQ paranccsal. A SETQ hasonlóan működik, mint a többi Lispben, kivéve, hogy a szimbólum csak egy a NAME vagy PRIVATE form által korábban definiált név lehet. (De: a PROGN itt is szekvenciális kiértékelést jelent!)
Minthogy a környezet first-class object, adhatunk neki nevet, és ha pl. egy környezet neve Q — (NAME Q (ALPHA ...)) — kiértékelhetünk egy E kifejezést Q névterén belül a következő módon:
(WITH Q E). ...
Egy ALPHA elemei tetszőleges kifejezések lehetnek (nem csupán a NAME vagy PRIVATE formok), ezek kiértékelése is ugyanúgy történik. Tehát:
(ALPHA ( NAME x 10 ) (+ x 5))
eredménye
(ALPHA ( NAME x 10 ) 15)
Rekord
Könnyen látható, hogy az eddig mutatott környezetek a Pascal rekord típusához hasonlóan viselkedhetnek, azaz különböző adattagokat összefoghatnak egy struktúrába. Például:
( NAME leonardo
( ALPHA
( NAME job 'printer )
( NAME city 'florence )
( NAME century 16 )))
létrehoz egy rekordot. A (WITH leonardo city) eredménye a florence szimbólum. A (WITH! Q E) segítségével megváltoztathatjuk E-t. A
(WITH! leonardo (SETQ job 'literary-critic))
megváltoztatja leonardo "job" mezőjét.
(NAME math-library (ALPHA
(NAME pi 3.1415265)
(NAME sin LAMBDA (x)
<a sin definíciója>)
(NAME cos LAMBDA (x)
<a cos definíciója>)))
a math könyvtárat definiálja, ahol a LAMBDA függvénykonstans. Tehát pl. (NAME sin LAMBDA (x)) azt mondja meg, hogy a sin egy függvény, melynek egy paramétere van: x. A sin(n) a következőképpen számolható: (WITH math-library (sin n)).
Absztrakt adattípus
A PRIVATE form különösen hasznos akkor, ha nem akarjuk beszennyezni a nyilvános névteret, vagy ha el akarjuk rejteni egy struktúra belsejét. Egy absztrakt adattípus definiálása (műveletek megvalósítása, reprezentáció elrejtése) kézenfekvő példa a PRIVATE formok használatára. A következő példa a környezetek egy másik tulajdonságára is rávilágít, mégpedig arra, hogy függvény visszatérő értéke is lehet környezet:
(NAME queue (LAMBDA (t)
(ALPHA
(NAME append (LAMBDA (item)
<...code for append...> ))
(NAME delete (LAMBDA
<...code for delete...> ))
(PRIVATE rep (make-array : type t
)))))
A (NAME q1 (queue integer)) kifejezés a q1 szimbólumhoz rendel egy környezetet, amely integerek sorát reprezentálja. A (WITH q1 (append 3)) kóddal pedig a 3 értéket tesszük a q1 sor végére.
Környezetek időleges viselkedése
Az eddig tárgyalt környezetek statikusak voltak. A környezet által megvalósított szerkezetet nem lehet kibővíteni. Esetenként azonban nem lehetséges egy időben definiálni a környezetet. A Symmetric Lisp a gyarapodó környezetek problémájára vezette be az ún. open alpha formot. Az open alpha nem passzív objektum, hanem folyamatban lévő számítás. Egy open alpha kiértékelése folyamatos, a létrehozásától kezdve korlátlan ideig tart. Az ATTACH! művelettel lehet hozzáadni új elemeket egy open alpha-hoz. Az open-alpha művelet egy új open alpha-t hoz létre, amely egy üres alpha, így
( NAME environ1 (open-alpha))
a következőt adja:
( NAME environ1 (ALPHA * ))
ahol a * azt jelzi, hogy az új elemek itt fognak megjelenni. Az ATTACH!(egy open alpha, kifejezés) függvény hozzáadja a kifejezést az open alpha-hoz. Ahogy a kifejezés hozzáadódik az open alpha-hoz, kiértékelődik. Így az
(ATTACH! environ1 (NAME foobar 1)), environ1
hívás eredménye
( ALPHA
( ALPHA ( NAME foobar 1) * ))
lesz. Az open alpha kiértékelése is párhuzamosan történik.