Clojure 是一种函数式编程语言，它可以改变你编写代码的思维方式。

在本交互式指南中，@PlaybackPress 通过动画代码回放和动手练习教你 Clojure。

你将学习函数、不可变数据结构、递归、惰性序列等内容。

https://freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/…

Clojure 动画入门 – 学习 Clojure 编程基础

来源：https://www.freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/ Clojure 动画入门 – 学习 Clojure 编程基础本教程介绍编程语言 Clojure。Clojure (https://clojure.org/) 是一种运行在 Java 虚拟机（JVM）上的优秀函数式编程语言。它有时被称为 LISP，LISP 是“LISt Processing”（列表处理）的缩写。

你需要具备其他语言的编程经验才能从本教程中获得最大收益。Clojure 与大多数命令式编程语言截然不同，只要你了解基础知识（变量、if 语句、循环和函数），你来自哪种语言背景并不重要。

如果你是寻找完整编程入门指南的初学者，可以在下方找到我的其他编程内容。

在这里，我将介绍函数、数据结构、不可变性、闭包、尾递归、惰性序列、宏和并发。

Clojure 是一种函数式编程语言。在 Clojure 中，函数是核心，数据是不可变的。这可能与你习惯的范式不同，但有一些令人信服的理由使用它。Clojure 的不可变性尤其适用于需要充分利用现代笔记本电脑和手机硬件（多个处理器共享同一内存）的程序。

Clojure 运行在JVM (https://en.wikipedia.org/wiki/Java_virtual_machine) 上。搭建 Clojure 环境可能有些困难，因为需要安装 Java、Leiningen，有时还需要编辑器插件。为了简化，我建议从基于 Web 的 IDE 开始。开始用 Clojure 编程最简单的方法就是使用replit (https://replit.com/)。我建议用它来编写你的第一个 Clojure 程序。如果你准备好了，可以查看这些文档 (https://clojure.org/guides/install_clojure) 在自己的机器上开始。

即使你不每天都用 Clojure，学习它也会改变你对编程的思考方式。它将帮助你以全新的方式理解递归、高阶函数和数据转换。这些思想可以很好地迁移到其他语言，如 JavaScript、Python 或 Rust。简而言之，学习 Clojure 会让你成为更好的程序员。

代码回放

本材料的呈现方式不同于传统的在线教程或视频系列。每个章节都包含交互式代码回放的链接，这些回放以逐步的方式直观地演示程序的变化，帮助你理解代码的编写过程。

代码回放通过回放开发过程中的所有步骤来展示程序的演变。它包含作者提供的叙述、截图、白板风格的绘图以及自评选择题，使学习过程更加动态和互动。

以下是一个简短的 YouTube 视频，解释如何查看代码回放：

Playback Press

Playback Press (https://playbackpress.com/books) 是我创建的一个分享交互式代码演练的平台。顺便说一下，我是 Mark，计算机科学教授。这些书籍通过逐步动画、AI 辅导和测验提供交互式编程课程。

如果你想查看完整的 Clojure“书籍”，可以访问这里：

Clojure 动画入门 (https://playbackpress.com/books/cljbook)，作者 Mark Mahoney

我还构建了Storyteller (https://markm208.github.io/)，这是一个免费开源的代码回放工具。

AI 导师

查看代码回放时，你可以向 AI 导师提问有关代码的问题。它会清晰耐心地回答问题，是学习者的宝贵资源。你还可以要求 AI 导师生成新的自评选择题，来测试你对所学知识的掌握程度。

要使用 AI 导师和自评测验，只需在 Playback Press 上注册免费账户，并将这本书 (https://playbackpress.com/books/cljbook) 添加到你的书架中。

目录

• Clojure 简介 (https://www.freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/#heading-introduction-to-clojure)
• 函数 (https://www.freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/#heading-functions)
• 闭包 (https://www.freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/#heading-closures)
• 递归 (https://www.freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/#heading-recursion)
• 惰性序列 (https://www.freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/#heading-lazy-sequences)
• 宏 (https://www.freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/#heading-macros)
• 并发 (https://www.freecodecamp.org/news/learn-clojure-programming-basics/#heading-concurrency)

这些最初的几个程序展示了如何向屏幕输出、执行基本算术运算以及存储一些数据。现在逐一学习：

• Hello World！！！ (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/1/1)
• 读取器/求值器与简单算术 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/1/2)
• 狗年龄换算器 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/1/3)

这个程序展示了如何使用内置于 JVM 的 Java 功能。

• Java 互操作性 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/1/4)

这些程序展示了 Clojure 中一些基本的数据结构以及它们如何不可变。

• Clojure 数据结构 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/1/5)
• 高效的不可变性（更多数据结构） (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/1/6)

动手练习

练习 1

编写一个 Clojure 程序，提示用户输入一块木板的长度和宽度（单位：英寸）。然后显示木板的整平方英尺数。例如，如果高是 27 英寸，宽是 34 英寸，那么平方英尺数是 6.375。

练习 2

编写一个程序，创建一个空列表，并使用 def 将其引用存储为 empty-list。使用 cons 将你的名字添加进去，并将其存储在一个名为 my-name 的新列表中。

使用 conj 将所有兄弟姐妹的名字添加到一个名为 me-and-my-siblings 的列表中（如果你没有兄弟姐妹或没那么多，可以使用卡戴珊家族 (https://en.wikipedia.org/wiki/Kardashian_family#Members_of_the_Kardashian-Jenner_Family) 的成员）。

打印 me-and-my-siblings 中所有名字。然后打印 me-and-my-siblings 列表中的第三个名字。

创建一个映射，以所有兄弟姐妹的名字为键，他们的出生年份为值。使用 assoc 将你的名字和出生年份添加到映射中。使用该映射打印每个人的名字以及他们在 2050 年的年龄。

练习 3

创建一个名为 days-in-months 的映射，包含每个月的天数。使用 Clojure 关键字如 :jan 和 :feb 作为键，月份的天数作为值。

从第一个映射创建第二个映射，要求二月有 29 天。将这个映射称为 days-in-months-leapyear。确保高效地完成，使用 assoc 为二月创建新值。最后打印每个映射。

函数

接下来，我将讨论在 Clojure 中创建和调用函数。Clojure 是一种函数式编程语言，因此这是一个非常重要的主题。

前两个程序演示了如何在 Clojure 中编写函数。

• Clojure 中的函数 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/2/1)
• Fizz Buzz (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/2/2)

这个程序展示了如何使用映射来封装数据以及一些操作数据的函数。

• 映射作为对象 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/2/3)

这些程序展示了如何使用函数读写文件。

• 从文件读取（附 CS 诗歌） (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/2/4)
• 写入文件 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/2/5)

动手练习

练习 1

编写三个数学函数：

• square 对传入参数进行平方
• cube 对传入参数进行立方
• pow 计算一个底数的指数幂

对于这一组函数，不要使用任何内置数学函数。

提示：对于 pow 函数，查看 Clojure 的 repeat 和 reduce 函数。使用 let 函数保存临时值，以便后续引用。

练习 2

编写一个函数，接受一个数字并计算该数字的阶乘。

`` 5! 是 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120

10! 是 10 * 9 * 8 * 7 * 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 3,628,800 ``

提示：这类问题通常用递归解决。但现在先尝试不用递归。查看 Clojure 的 range 和 reduce 函数。

练习 3

编写一个函数，判断一个数字是否为质数。使用 range 和 filter 函数过滤掉范围内的非质数。

提示：查看 not-any? 和 mod 函数，判断数字是否为质数。

练习 4

编写一个函数，接受一个或多个字符串参数，将它们转换为数字，然后相加并返回总和。

`` (println (add-strings “10”)) ;打印 10

(println (add-strings “10” “20”)) ;打印 30

(println (add-strings “10” “20” “30”)) ;打印 60

(println (add-strings “10” “20” “30” “40”)) ;打印 100 ``

使用 Clojure 的 reduce 函数或 apply 将字符串转换为数字，然后相加。

闭包

闭包是一种将数据永久与函数关联的方式。

第一个程序展示了如何将数据绑定到函数。

• 闭包 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/3/1)

第二个程序展示了使用闭包的一个更复杂的例子。

• 账户利息 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/3/2)

动手练习

练习 1

编写一个返回函数的函数。斐波那契数列是通过将前两个数相加生成的数列：

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 ...

通常，数列的前两个数假定为 0 和 1。但在此例中，返回一个使用指定前两个数的函数。然后生成并打印请求的数列中的数字。

`` (defn fibs-fn [firstFib secondFib] …) ;;填充此处

(def another-fib (fibs-fn 10 15)) ;;创建一个从 10 和 15 开始的斐波那契函数

(another-fib 5) ;;打印前 5 个斐波那契数：10 15 25 40 65 ``

递归

递归函数是调用自身的函数。由于每次函数调用都会在调用栈上放置一个栈帧，普通递归有“撑爆调用栈”的风险。使用 recur 的尾递归是一种高效模拟递归且没有缺点的办法。

• 尾递归 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/4/1)
• 递归与 Fizz-Buzz (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/4/2)
• 递归与平方根 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/4/3)
• 将字符串转换为 2-16 进制整数 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/4/4)
• 抵押贷款计划表 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/4/5)

动手练习

练习 1

编写一个递归函数，反转字符串中的字母。

(reverse-string "Mark Mahoney") ;;返回 "yenohaM kraM"

你可能需要创建一个递归的“辅助”函数，它接受的参数个数与递归函数不同，或者使用 loop 形式。确保使用 recur 形式进行递归，以避免“爆栈”。

练习 2

编写一个函数，将一系列字符串用另一个字符串连接起来。该函数应创建并返回一个新字符串。使用带 recur 的递归。

`` (defn join [separator & parts] ;;你的代码)

(join “, “ “Mark” “Laura” “Buddy” “Patrick” “Willy”) ;;“Mark, Laura, Buddy, Patrick, Willy” ``

练习 3

编写一个函数，接受一个整数并将其转换为字符串。用户可指定字符串的进制（2-10）。程序应使用递归和 recur（可以是递归函数或 loop 形式）。

(to-string 100 10) ;;"100" 十进制 (to-string 7 2) ;;"111" 二进制

惰性序列

惰性序列将创建值的开销推迟到需要时才进行。第一个程序展示了如何创建惰性序列。接下来两个是更具体的例子。

• 惰性序列 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/5/1)
• 惰性质数生成器（Fizz Buzz 第三部分） (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/5/2)
• 扑克概率 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/5/3)

动手练习

练习 1

创建一个生成惰性平方数列的函数。例如，(1 4 9 16 ... 直至无穷)。用它打印前 10 个平方值。

然后编写一个函数，生成一个惰性序列，其中的值是底数的幂：

`` (defn lazy-pow [start-val power] …)

(take 6 (lazy-pow 10 2)) ;(100 121 144 169 196 225) (take 6 (lazy-pow 10 3)) ;(1000 1331 1728 2197 2744 3375) ``

练习 2

编写一个函数，生成传入序列的无限惰性排列序列。

`` (take 3 (lazy-perm [“a” “b” “c”])) ;(“a” “b” “c”)

(take 12 (lazy-perm [“a” “b” “c”])) ;(“a” “b” “c” “aa” “ab” “ac” “ba” “bb” “bc” “ca” “cb” “cc”)

(take 39 (lazy-perm [“a” “b” “c”])) ;(“a” “b” “c” “aa” “ab” “ac” “ba” “bb” “bc” “ca” “cb” “cc” “aaa” “aab” “aac” “aba” “abb” “abc” “aca” “acb” “acc” “baa” “bab” “bac” “bba” “bbb” “bbc” “bca” “bcb” “bcc” “caa” “cab” “cac” “cba” “cbb” “cbc” “cca” “ccb” “ccc”)

(take 120 (lazy-perm [“a” “b” “c”])) ;(“a” “b” “c” “aa” “ab” “ac” “ba” “bb” “bc” “ca” “cb” “cc” “aaa” “aab” “aac” “aba” “abb” “abc” “aca” “acb” “acc” “baa” “bab” “bac” “bba” “bbb” “bbc” “bca” “bcb” “bcc” “caa” “cab” “cac” “cba” “cbb” “cbc” “cca” “ccb” “ccc” “aaaa” “aaab” “aaac” “aaba” “aabb” “aabc” “aaca” “aacb” “aacc” “abaa” “abab” “abac” “abba” “abbb” “abbc” “abca” “abcb” “abcc” “acaa” “acab” “acac” “acba” “acbb” “acbc” “acca” “accb” “accc” “baaa” “baab” “baac” “baba” “babb” “babc” “baca” “bacb” “bacc” “bbaa” “bbab” “bbac” “bbba” “bbbb” “bbbc” “bbca” “bbcb” “bbcc” “bcaa” “bcab” “bcac” “bcba” “bcbb” “bcbc” “bcca” “bccb” “bccc” “caaa” “caab” “caac” “caba” “cabb” “cabc” “caca” “cacb” “cacc” “cbaa” “cbab” “cbac” “cbba” “cbbb” “cbbc” “cbca” “cbcb” “cbcc” “ccaa” “ccab” “ccac” “ccba” “ccbb” “ccbc” “ccca” “cccb” “cccc”) ``

宏

宏指定要执行的代码，有点像函数，但还允许将部分代码替换为用户提供的值。

宏中的代码有点像模板，可以根据调用者的需求进行修改。借助这个强大的特性，语言可以被扩展，实现语言发明者未曾想过的功能。

• 宏 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/6/1)
• Set 宏 (https://playbackpress.com/books/cljbook/chapter/6/2)

动手练习

练习 1

编写一个宏，接受学生作业的成绩（0-100 分）以及一些代码，在成绩及格或不及格时执行。

(defmacro eval-grade [grade if-passing if-failing] ...)

并根据成绩的值使用它来打印或调用函数：

`` (def users-grade 43)

(eval-grade users-grade (println “Passing”) (println “Failing”)) ;;“Failing”

(eval-grade users-grade (praise users-grade) (warning users-grade)) ;;