WikiSort.ru - Программирование

Scheme
Семантика	функциональный
Класс языка	язык программирования, мультипарадигмальный язык программирования, язык функционального программирования, процедурный язык программирования[d], metaprogramming language[d] и off-side rule language[d]
Тип исполнения	интерпретатор или компилятор
Появился в	1975
Автор	Гай Стил и Джеральд Сассмен
Расширение файлов	.scm, .ss
Выпуск	R7RS
Система типов	строгая, динамическая
Основные реализации:	PLT Scheme, MIT Scheme, Scheme48, Guile, JScheme
Диалекты	T (англ.)
Испытал влияние	Lisp, ALGOL
Повлиял на	Common Lisp, JavaScript, R, Ruby, Dylan, Lua, Hop (англ.)русск., Racket
Сайт	scheme-reports.org

Scheme [skiːm] — это функциональный язык программирования, один из двух^[1] наиболее популярных в наши дни диалектов языка Лисп (наряду с Common Lisp ). Авторы языка Scheme — Гай Стил (англ. Guy L. Steele) и Джеральд Сассмен (англ. Gerald Jay Sussman) из Массачусетского технологического института — создали его в середине 1970-х годов.

Введение

При разработке Scheme упор был сделан на элегантность и простоту языка. Философия языка подчёркнуто минималистская. Его цель — не сваливать в кучу разные полезные конструкции и средства, а напротив — удалить слабости и ограничения, вызывающие необходимость добавления в язык новых возможностей. В результате, Scheme содержит минимум примитивных конструкций и позволяет выразить все, что угодно путём надстройки над ними. В качестве примера можно указать, что язык использует 2 механизма организации циклов:

1. хвостовая рекурсия,
2. итеративный подход (в котором используются временные переменные для сохранения промежуточного результата).

Scheme начинался с попытки понять модель акторов Карла Хьюитта, для чего Стил и Сассман написали «крошечный интерпретатор Лиспа», а затем «добавили механизм создания акторов и посылки сообщений». Scheme был первым диалектом Лиспа, применяющим исключительно статические (а не динамические) области видимости переменных, гарантирующим оптимизацию хвостовой рекурсии и поддерживающим данные булевского типа (#t и #f вместо традиционных T и NIL). Он также был одним из первых языков, непосредственно поддерживающих продолжения. Начиная со спецификации R⁵RS, язык приобрел исключительно мощное и удобное средство для записи макросов на основе шаблонов синтаксического преобразования с «соблюдением гигиены» (англ. hygienic macro). В Scheme также реализована «сборка мусора», то есть автоматическое освобождение памяти от неиспользуемых более объектов.

В качестве базовых структур данных язык использует списки и одномерные массивы («векторы»). В соответствии с декларируемым минимализмом, (пока) нет стандартного синтаксиса для поддержки структур с именованными полями, а также средств ООП — все это может быть реализовано программистом по его предпочтению, хотя большинство реализаций языка предлагают готовые механизмы.

Как курьёз, можно отметить, что первоначальное название языка Schemer было изменено на настоящее из-за ограничения на длину имён файлов в ITS^[en].

Примеры

0 (+ 2 (* 2 2))
1 > 6
2 (+ 1 2 3 4)
3 > 10

(number? 5)
(number? "foo")
(string? "foo")

(equal? "foo" "bar")
(eqv? 5 (+ 2 3))
(eq? 'a 'A)

(define-syntax push!
  (syntax-rules ()
    ((push! x l)
     (set! l (cons x l)))))

(define-syntax pop!
  (syntax-rules ()
    ((pop! l)
     (let ((x (car l)))
       (set! l (cdr l))
       x))))

;; факториал в (неэффективном) рекурсивном стиле
(define (fact x)
  (if (< x 2)
      1
      (* (fact (- x 1)) x)))

;; функция Фибоначчи — требует параллельной рекурсии
(define (fib n)
  (cond ((= n 0) 0)
        ((= n 1) 1)
        (else (+ (fib (- n 1))
                 (fib (- n 2))))))

;; сумма элементов списка в характерном для Scheme стиле
;; (вспомогательная функция loop выражает цикл с помощью
;; хвостовой рекурсии и переменной-аккумулятора)
(define (sum-list x)
  (let loop ((x x) (n 0))
    (if (null? x)
        n
        (loop (cdr x) (+ (car x) n)))))

(fact 14)
(fib 10)
(sum-list '(6 8 100))
(sum-list (map fib '(1 2 3 4)))

(define имя-функции (lambda (аргументы) (реализация-функции)))

(define (имя-функции аргументы) (реализация-функции))

(write (+ (read) (read)))

(let ((hello0 (lambda() (display "Hello world") (newline))))
  (hello0))

(let ((hello1 (lambda (p) (display "Hello world" p) (newline p))))
  (hello1 (current-output-port)))

(let ((hello0 (lambda () (display "Hello world") (newline))))
  (with-output-to-file "outputfile" hello0))

(let ((hello1 (lambda (p) (display "Hello world" p) (newline p)))
      (output-port (open-output-file "outputfile")))
  (hello1 output-port)
  (close-output-port output-port)
)

(let ((hello1 (lambda (p) (display "Hello world" p) (newline p))))
  (call-with-output-file "outputfile" hello1))

SRFI

Из-за минимализма Scheme, многие общие процедуры и синтаксические формы не определены в стандарте. Для того, чтобы сохранить ядро ​​языка малым и способствовать стандартизации расширений, в сообществе Scheme принят процесс "Scheme Request for Implementation" (запрос на реализацию), с помощью которого предлагаемые расширения проходят тщательное обсуждение. Это способствует переносимости кода. Многие SRFI поддерживаются всеми или большинством реализаций Scheme.

Достаточно широко поддерживаются реализациями следующие SRFI:^[4]

• 0: проверка наличия расширений с помощью cond-expand
• 1: библиотека для списков
• 4: гомогенные числовые векторы
• 6: строковые порты
• 8: receive: привязка к нескольким значениям
• 9: record типы
• 13: библиотека для строк
• 14: библиотека наборов символов
• 16: синтаксис для процедур переменной арности
• 17: обобщенный set!
• 18: поддержка многопоточности
• 19: типы данных и процедуры работы со временем
• 25: многомерные массивы
• 26: нотация для фиксации аргументов процедуры без каррирования
• 27: источники случайных битов
• 28: базовое форматирование строк
• 29: локализация
• 30: вложенные многострочные комментарии
• 31: специальная форма рекурсивного выполнения
• 37: args-fold: процессор аргументов программы
• 39: parameter objects
• 41: потоки данных
• 42: eager comprehensions
• 43: библиотека векторов
• 45: примитивы для выражения ленивых итерационных алгоритмов
• 60: битовые операции
• 61: более общий cond
• 66: векторы октетов
• 67: процедуры сравнения

Полный список принятых SRFI доступен на http://srfi.schemers.org/final-srfis.html

Основные реализации

Список примеров в этом разделе не основывается на авторитетных источниках, посвящённых непосредственно предмету статьи или её раздела. Добавьте ссылки на источники, предметом рассмотрения которых является тема настоящей статьи (или раздела) в целом, а не отдельные элементы списка. В противном случае раздел может быть удалён.

• GNU Guile «Официальный» язык расширений проекта GNU. Этот интерпретатор Scheme реализован как библиотека, позволяющая приложениям создавать внутренний интерпретатор Scheme.
• MIT Scheme Свободная (GPL-licensed) реализация для платформы x86 под GNU/Linux, FreeBSD, IBM OS/2, и Win32.
• Chicken Scheme Интерпретатор Scheme, поддерживающий трансляцию в C.
• Gambit Scheme
• Racket (ранее PLT Scheme)
• JScheme
• Bigloo
• T

Проект Armpit Scheme реализует интерпретатор для микроконтроллеров на базе архитектуры ARM^[5].

Литература. Учебники

• Structure and Interpretation of Computer Programs (англ.)
• Видео-лекции «Structure and Interpretation of Computer Programs», Harold Abelson и Gerald Jay Sussman (англ.)
• The Scheme Programming Language, R. Kent Dybvig (англ.)
• Учебник HtDP (How to Design Programs, Second Edition)

См. также

• Реализации языка программирования Scheme

Примечания

Ссылки

На русском языке

Имеется викиучебник по теме
«Scheme»

• ru_scheme — сообщество в LiveJournal, посвящённое языку Scheme

На английском языке

• A large collection of Scheme resources. Большая коллекция ресурсов по Scheme.
• Gauche Интерпретатор Scheme
• Kawa Программа для Scheme, написанная на Java, которая компилирует тексты Scheme программ в Java bytecode. Любая Java библиотека может быть легко использована в Kawa.
• Сообщество schemewiki.org

Для улучшения этой статьи по информационным технологиям желательно: Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей. Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии. Обновить статью, актуализировать данные. Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

В другом языковом разделе есть более полная статья Scheme (англ.). Вы можете помочь проекту, расширив текущую статью с помощью перевода. При этом, для соблюдения правил атрибуции, следует установить шаблон {{переведённая статья}} на страницу обсуждения, либо указать ссылку на статью-источник в комментарии к правке.