Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Схема
Лямбда lc.svg
ПарадигмыМультипарадигма : функциональная , императивная , мета
СемьяЛисп
РазработаноГай Л. Стил и Джеральд Джей Сассман
Впервые появился1975 ; 46 лет назад ( 1975 )
Стабильный выпуск
R7RS / 2013 ; 8 лет назад ( 2013 )
Печатная дисциплинаДинамичный , скрытый , сильный
СфераЛексический
Расширения имени файла.scm, .ss
Веб-сайтwww .scheme-reports .org
Основные реализации
Многие
(см. Реализации схемы )
Под влиянием
АЛГОЛ , Лисп , MDL
Под влиянием
Clojure , Common Lisp , Dylan , EuLisp , Haskell , Hop , JavaScript , Julia , Lua , MultiLisp , R , Racket , Ruby , Rust , S , Scala , T

Схема является минималистским говором из Лиспа семейства языков программирования . Схема состоит из небольшого стандартного ядра с несколькими инструментами для расширения языка. [1]

Схема была создана в 1970-х годах в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института и выпущена ее разработчиками Гаем Л. Стилом и Джеральдом Джей Сассманом в виде серии заметок, теперь известных как Lambda Papers . Это был первый диалект Лиспа, который выбрал лексическую область видимости и первый, который потребовал реализации для выполнения оптимизации хвостового вызова , обеспечивая более сильную поддержку функционального программирования и связанных методов, таких как рекурсивные алгоритмы. Это был также один из первых языков программирования, поддерживающих первоклассные продолжения . Это оказало значительное влияние на усилия, приведшие к разработке Common Lisp . [2]

Язык Scheme стандартизирован в официальном IEEE стандарта [3] и де - факто стандартом называется Пересмотренный п Отчет о языковой схеме алгоритмической (R п RS). Наиболее широко применяемый стандарт - R5RS (1998). [4] Самый последний стандарт, R7RS, [5] предоставляет «малые» и «большие» версии языка схемы; «малый» языковой стандарт был ратифицирован в 2013 году [6].Scheme имеет разнообразную пользовательскую базу благодаря своей компактности и элегантности, но ее минималистская философия также вызвала большие расхождения между практическими реализациями, настолько большие, что Руководящий комитет Scheme назвал его «самым непереносимым языком программирования в мире» и « семейством диалектов». а не на одном языке. [7]

История [ править ]

Основная статья: История языка программирования Scheme

Истоки [ править ]

Схема началась в 1970 - х годах , как попытка понять Carl Hewitt «s модель Actor , для чего Стила и Сассмен написали„крошечный интерпретатор Лиспа“ с помощью Maclisp , а затем„добавлены механизмов для создания актеров и отправки сообщений“. [8] Scheme изначально назывался «Schemer» в традициях других языков, производных от Lisp, таких как Planner или Conniver . Текущее название возникло в результате использования авторами операционной системы ITS , которая ограничивала имена файлов двумя компонентами, каждая из которых не более шести символов. В настоящее время «Schemer» обычно используется для обозначения программиста Scheme.

R6RS [ править ]

Новый процесс стандартизации языка начался на семинаре Scheme в 2003 году с целью создания стандарта R6RS в 2006 году. Этот процесс порвал с ранее применявшимся единогласным подходом R n RS.

R6RS [9] имеет стандартную модульную систему, позволяющую разделить базовый язык и библиотеки. Было выпущено несколько проектов спецификации R6RS, окончательной версией является R5.97RS. Успешное голосование привело к ратификации нового стандарта, объявленного 28 августа 2007 г. [9]

В настоящее время новейшие версии различных реализаций Scheme [10] поддерживают стандарт R6RS. Существует переносимая эталонная реализация предлагаемых неявно поэтапных библиотек для R6RS, называемая psyntax, которая правильно загружается и самонастраивается на различных старых реализациях Scheme. [11]

Особенностью R6RS является дескриптор типа записи (RTD). Когда RTD создается и используется, представление типа записи может отображать структуру памяти. Он также вычислял битовую маску поля объекта и изменяемую битовую маску поля объекта схемы и помогал сборщику мусора знать, что делать с полями, не просматривая весь список полей, сохраненных в RTD. RTD позволяет пользователям расширять базовый RTD для создания новой системы записи. [12]

R6RS вносит в язык множество значительных изменений. [13] Исходный код теперь указан в Unicode , и большое подмножество символов Unicode теперь может появляться в символах и идентификаторах схемы., и есть другие незначительные изменения в лексических правилах. Символьные данные теперь также указываются в Unicode. Многие стандартные процедуры были перемещены в новые стандартные библиотеки, которые сами по себе являются большим расширением стандарта, содержащим процедуры и синтаксические формы, которые ранее не были частью стандарта. Была введена новая модульная система, и теперь системы для обработки исключений стандартизированы. Синтаксические правила были заменены более выразительным средством синтаксической абстракции (syntax-case), которое позволяет использовать всю схему во время расширения макроса. Теперь требуются совместимые реализации для поддержки полной числовой башни Scheme , а семантика чисел была расширена, в основном в направлении поддержки IEEE 754. стандарт для числового представления с плавающей запятой.

R7RS [ править ]

Стандарт R6RS вызвал споры, поскольку считается, что он отошел от минималистской философии. [14] [15] В августе 2009 года Руководящий комитет Scheme, который наблюдает за процессом стандартизации, объявил о своем намерении рекомендовать разделение Scheme на два языка: большой современный язык программирования для программистов; и небольшая версия, подмножество большой версии, сохраняющее минимализм, одобренный преподавателями и случайными разработчиками. [7] Для работы над этими двумя новыми версиями схемы были созданы две рабочие группы. На сайте Scheme Reports Process есть ссылки на уставы рабочих групп, общественные обсуждения и систему отслеживания проблем.

Девятый проект R7RS (малый язык) был представлен 15 апреля 2013 года. [16] Голосование по ратификации этого проекта завершилось 20 мая 2013 года [17], а окончательный отчет был доступен с 6 августа 2013 года, описывающий «маленький» язык этих усилий: поэтому его нельзя рассматривать изолированно как преемника R6RS ». [6]

Хронология диалектов Лиспа ( править )
1955 г.1960 г.1965 г.1970 г.1975 г.1980 г.1985 г.1990 г.1995 г.2000 г.2005 г.2010 г.2015 г.2020 г.
 LISP 1, 1.5, LISP 2 (заброшен)
 Маклисп
 Интерлисп
 Лисп-машина Лисп
 Схема R5RS R6RS R7RS маленький
 Ноль
 Ференц Лисп
 Common Lisp
 Le Lisp
 Т
 Chez Scheme
 Emacs Lisp
 AutoLISP
 ПикоЛисп
 EuLisp
 ISLISP
 OpenLisp
 Схема PLT Ракетка
 GNU Guile
 Визуальный LISP
 Clojure
 Дуга
 LFE
 Hy

Отличительные особенности [ править ]

См. Также: Lisp (язык программирования)

Схема - это прежде всего функциональный язык программирования . Он имеет много общих характеристик с другими членами семейства языков программирования Lisp. Очень простой синтаксис Scheme основан на s-выражениях , списках в скобках, в которых за префиксным оператором следуют его аргументы. Таким образом, программы-схемы состоят из последовательностей вложенных списков. Списки также являются основной структурой данных в Scheme, что приводит к близкой эквивалентности исходного кода и форматов данных ( гомоиконность ). Программы на схеме могут легко создавать и динамически оценивать фрагменты кода схемы.

Использование списков как структур данных разделяется всеми диалектами Лиспа. Схема наследует богатый набор списков обработки примитивов , таких как cons, carиcdr из его предшественников лисповских. Схема использует строго, но динамически типизированные переменные и поддерживает процедуры первого класса . Таким образом, процедуры могут быть присвоены как значения переменным или переданы как аргументы процедурам.

В этом разделе основное внимание уделяется инновационным возможностям языка, включая те особенности, которые отличают Scheme от других Lisp. Если не указано иное, описания функций относятся к стандарту R5RS.

В примерах, представленных в этом разделе, обозначение «===> результат» используется для обозначения результата вычисления выражения в непосредственно предшествующей строке. Это то же соглашение, что и в R5RS.

Основные конструктивные особенности [ править ]

В этом подразделе описаны те особенности Scheme, которые отличали его от других языков программирования с момента его зарождения. Это аспекты Scheme, которые наиболее сильно влияют на любой продукт языка Scheme, и они являются аспектами, которые разделяют все версии языка программирования Scheme, начиная с 1973 года.

Минимализм [ править ]

Основная статья: Минимализм (вычисления)

Scheme - очень простой язык, который намного проще реализовать, чем многие другие языки сопоставимой выразительной силы . [18] Эта легкость объясняется использованием лямбда-исчисления для вывода большей части синтаксиса языка из более примитивных форм. Например, из 23 синтаксических конструкций на основе s-выражений, определенных в стандарте схемы R5RS, 14 классифицируются как производные или библиотечные формы, которые могут быть записаны как макросы, включающие более фундаментальные формы, в основном лямбда. Как говорит R5RS (R5RS раздел 3.1): «Самой фундаментальной из конструкций связывания переменных является лямбда-выражение, потому что все другие конструкции связывания переменных можно объяснить с помощью лямбда-выражений». [4]

Основные формы : define, lambda, quote, if, define-syntax, let-syntax, letrec-syntax, syntax-rules, set!
Производные формы : do, let, let *, letrec, cond, case и, or, begin, named let, delay, unquote, unquote-splicing, quasiquote

Пример: макрос для реализации letв виде выражения с использованием lambdaпривязки переменных.

( определить-синтаксис let  ( syntax-rules ()  (( let (( var  expr )  ... )  body  ... )  (( lambda ( var  ... )  body  ... )  expr  ... ))))

Таким образом, при использовании, letкак определено выше, реализация схемы будет переписывать " (let ((a 1)(b 2)) (+ b a))" как " ((lambda (a b) (+ b a)) 1 2)", что сводит задачу реализации к задаче создания экземпляров процедур кодирования.

В 1998 году Сассман и Стил отметили, что минимализм Scheme был не сознательной целью дизайна, а скорее непреднамеренным результатом процесса проектирования. «Мы на самом деле пытались построить что-то сложное и случайно обнаружили, что случайно разработали что-то, что соответствовало всем нашим целям, но было намного проще, чем мы планировали ... мы поняли, что лямбда-исчисление - небольшой простой формализм - может служить ядром мощного и выразительного языка программирования ». [8]

Лексический объем [ править ]

См. Также: Область действия (программирование)

Подобно большинству современных языков программирования и в отличие от более ранних Lisp, таких как Maclisp , Scheme имеет лексическую область видимости: все возможные привязки переменных в программном модуле могут быть проанализированы путем чтения текста программного модуля без учета контекстов, в которых он может быть вызван. Это контрастирует с динамической областью видимости, которая была характерна для ранних диалектов Лиспа, из-за затрат на обработку, связанных с примитивными методами текстовой замены, используемыми для реализации алгоритмов лексической области видимости в компиляторах и интерпретаторах того времени. В этих Лиспах ссылка на свободную переменную внутри процедуры могла ссылаться на совершенно разные привязки, внешние по отношению к процедуре, в зависимости от контекста вызова.

Толчком к включению лексической области видимости, которая была необычной моделью области видимости в начале 1970-х годов, в их новую версию Лиспа, послужили исследования Алгола Сассманом . Он предположил, что подобные АЛГОЛу механизмы лексической области видимости помогут реализовать их первоначальную цель - реализацию модели акторов Хьюитта в Лиспе. [8]

Ключевые идеи о том, как ввести лексическую область видимости в диалект Лиспа, были популяризированы в Lambda Paper 1975 года Суссмана и Стила «Схема: интерпретатор расширенного лямбда-исчисления» [19], где они приняли концепцию лексического замыкания (на стр. 21). ), который был описан в Меморандуме ИИ в 1970 году Джоэлом Мозесом , который приписал идею Питеру Дж. Ландину . [20]

Лямбда-исчисление [ править ]

См. Также: Лямбда-исчисление

Математическая нотация Алонзо Черча , лямбда-исчисление, вдохновила Лисп на использование «лямбда» в качестве ключевого слова для введения процедуры, а также повлияла на развитие методов функционального программирования , включающих использование функций высшего порядка в Лиспе. Но ранние Лиспы не были подходящими выражениями лямбда-исчисления из-за их обработки свободных переменных . [8]

Формальная лямбда-система имеет аксиомы и полное правило вычисления. Это полезно для анализа с использованием математической логики и инструментов. В этой системе расчет можно рассматривать как направленную дедукцию. Синтаксис лямбда-исчисления следует рекурсивным выражениям из x, y, z, ..., круглых скобок, пробелов, периода и символа λ. [21] Функция вычисления лямбда включает: Во-первых, служить отправной точкой мощной математической логики. Во-вторых, он может снизить потребность программистов в рассмотрении деталей реализации, поскольку его можно использовать для имитации машинной оценки. Наконец, лямбда-вычисление создало существенную метатеорию. [22]

Введение лексической области видимости разрешило проблему, сделав эквивалентность между некоторыми формами лямбда-нотации и их практическим выражением на рабочем языке программирования. Суссман и Стил показали, что новый язык можно использовать для элегантного получения всей императивной и декларативной семантики других языков программирования, включая ALGOL и Fortran , а также динамической области видимости других Лиспов, используя лямбда-выражения не как простые экземпляры процедур, а как «контроль». конструкции и модификаторы окружающей среды ". [23] Они ввели стиль передачи продолжения. вместе с их первым описанием схемы в первом из лямбда-статей и в последующих статьях они продолжили демонстрировать грубую силу этого практического использования лямбда-исчисления.

Структура блока [ править ]

Схема унаследовала свою блочную структуру от более ранних языков с блочной структурой, особенно от ALGOL . На схеме, блоки реализуются три обязательных конструкций : let, let*и letrec. Например, следующая конструкция создает блок, в котором вызываемый символ varпривязан к числу 10:

( определите var  "гусь" ) ;; Любая ссылка на var здесь будет привязана к "goose" ( здесь идут операторы let (( var  10 ))  ;;. Любая ссылка на var здесь будет привязана к 10.  ) ;; Любая ссылка на var здесь будет привязана к "goose".

Блоки могут быть вложенными для создания произвольно сложных блочных структур в соответствии с потребностями программиста. Использование блочного структурирования для создания локальных привязок снижает риск конфликта пространств имен, который в противном случае может произойти.

Один из вариантов let, let*, разрешений привязок для обозначения переменных , определенных ранее в одной и той же конструкции, таким образом:

( let * (( var1  10 )  ( var2  ( + var1  12 )))  ;; Но определение var1 не может относиться к var2  )

Другой вариант, letrecразработан, чтобы позволить взаимно рекурсивным процедурам быть привязанными друг к другу.

;; Расчет мужских и женских последовательностей Хофштадтера в виде списка пар( define ( hofstadter-male-female  n )  ( letrec (( female  ( lambda ( n )  ( if ( = n  0 )  1  ( - n  ( male  ( female  ( - n  1 ))))))  ( мужчина  ( лямбда ( n )  ( если ( = n  0 )  0  ( - n  ( женский ( мужской  ( - n  1 ))))))))  ( let loop  (( i  0 ))  ( if ( > i  n )  ' ()  ( cons ( cons ( female  i )  ( male  i )) ( loop  ( + я  1 )))))))( hofstadter-мужчина-женщина  8 )===>  (( 1  .  0 )  ( 1  .  0 )  ( 2  .  1 )  ( 2  .  2 )  ( 3  .  2 )  ( 3  .  3 )  ( 4  .  4 )  ( 5  .  4 )  ( 5  .  5 ) )

(См. Определения, используемые в этом примере, в мужских и женских последовательностях Хофштадтера .)

Все процедуры, связанные в одном, letrecмогут ссылаться друг на друга по имени, а также к значениям переменных, определенных ранее в том же самом letrec, но они не могут ссылаться на значения, определенные позже в том же самом letrec.

Вариант формы let"named let" имеет идентификатор после letключевого слова. Это связывает переменные let с аргументом процедуры, имя которой является заданным идентификатором, а тело - телом формы let. Тело может быть повторено по желанию путем вызова процедуры. Именованный let широко используется для реализации итераций.

Пример: простой счетчик

( let loop  (( n  1 ))  ( if ( > n  10 )  ' ()  ( cons n  ( loop  ( + n  1 )))))===>  ( 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 )

Как и любая процедура в Scheme, процедура, созданная в именованном let, является объектом первого класса.

Правильная хвостовая рекурсия [ править ]

Дополнительная информация: Хвостовая рекурсия

Схема имеет конструкцию итерации do, но в Scheme более идиоматично использовать хвостовую рекурсию для выражения итерации . Соответствующие стандарту реализации схемы требуются для оптимизации хвостовых вызовов, чтобы поддерживать неограниченное количество активных хвостовых вызовов (R5RS, раздел 3.5) [4] - свойство, которое отчет Scheme описывает как надлежащую хвостовую рекурсию - что делает безопасным для программистов на Scheme писать итерационные алгоритмы с использованием рекурсивных структур, которые иногда более интуитивно понятны. Хвостовые рекурсивные процедуры и именованнаяlet форма обеспечивают поддержку итерации с использованием хвостовой рекурсии.

;; Составление списка квадратов от 0 до 9: ;; Примечание: цикл - это просто произвольный символ, используемый в качестве метки. Подойдет любой символ.( определить ( список квадратов  n )  ( let loop  (( i  n )  ( res  ' ()))  ( if ( < i  0 )  res  ( loop  ( - i  1 )  ( cons ( * i  i )  res )) )))( список квадратов  9 ) ===>  ( 0  1  4  9  16  25  36  49  64  81 )

Первоклассные продолжения [ править ]

Основная статья: Продолжение

Продолжения в Scheme - это первоклассные объекты . Схема предоставляет процедуру call-with-current-continuation(также известную как call/cc) для захвата текущего продолжения, упаковывая его как процедуру выхода, привязанную к формальному аргументу в процедуре, предоставленной программистом. (R5RS, раздел 6.4) [4] Первоклассные продолжения позволяют программисту создавать нелокальные управляющие конструкции, такие как итераторы , сопрограммы и отслеживание с возвратом .

Продолжения можно использовать для имитации поведения операторов возврата в императивных языках программирования. Следующая функция find-first, заданная функция funcи список lst, возвращает первый элемент xв lstтаким образом, что (func x)возвращает истину.

( define ( find-first  func  lst )  ( call-with-current-continue  ( lambda ( return-moment )  ( for-each ( lambda ( x )  ( if ( func  x )  ( return-moment  x )))  lst )  # е )))( Найти первое  целое число?  ' ( 1 /2  3 /4  5,6  -  8 /9  10  11 )) ===>  7 ( найти первый  ноль?  ' ( 1  2  3  4 )) ===>  #f

Следующий пример, традиционная головоломка программиста, показывает, что Scheme может обрабатывать продолжения как первоклассные объекты, привязывая их к переменным и передавая их в качестве аргументов процедурам.

( let * (( yin  (( lambda ( cc )  ( display "@" )  cc )  ( call-with-current-continue ( lambda ( c )  c ))))  ( ян  (( lambda ( cc )  ( display "* " )  cc )  ( вызов-с-продолжением-текущим ( лямбда ( c )  c ))))»  ( инь  янь ))

При выполнении этот код отображает последовательность подсчета: @*@**@***@****@*****@******@*******@********...

Общее пространство имен для процедур и переменных [ править ]

В отличие от Common Lisp, все данные и процедуры в Scheme имеют общее пространство имен, тогда как в Common Lisp функции и данные имеют отдельные пространства имен, что позволяет функции и переменной иметь одно и то же имя и требует специальной нотации для ссылки на функция как значение. Иногда это называют различием « Лисп-1 против Лисп-2 », имея в виду унифицированное пространство имен Scheme и отдельные пространства имен Common Lisp. [24]

В Scheme для связывания процедур можно использовать те же примитивы, которые используются для манипулирования и связывания данных. Нет эквивалента Common Lisp defunи #'примитивов.

;; Переменная, привязанная к числу: ( определите f  10 ) f ===>  10 ;; Мутация (изменение связанного значения) ( set! F  ( + f  f  6 )) f ===>  26 ;; Назначение процедуры той же переменной: ( set! F  ( lambda ( n )  ( + n  12 ))) ( f  6 ) ===>  18 ;; Назначение результата выражения той же переменной: ( set! F ( f  1 )) f ===>  13 ;; функциональное программирование: ( apply +  ' ( 1  2  3  4  5  6 )) ===>  21 ( set! f  ( lambda ( n )  ( + n  100 ))) ( map f  ' ( 1  2  3 )) === >  ( 101  102  103 )

Стандарты реализации [ править ]

В этом подразделе документируются проектные решения, которые были приняты на протяжении многих лет и придали Scheme особый характер, но не являются прямым результатом первоначального дизайна.

Цифровая башня [ править ]

Основная статья: Числовая башня

Схема определяет сравнительно полный набор числовых типов данных, включая сложные и рациональные типы, который известен в Схеме как числовая башня (R5RS раздел 6.2 [4] ). Стандарт рассматривает их как абстракции и не связывает разработчика с какими-либо конкретными внутренними представлениями.

Числа могут иметь качество точности. Точное число может быть получено только последовательностью точных операций с другими точными числами - поэтому неточность заразительна. Стандарт определяет, что любые две реализации должны давать одинаковые результаты для всех операций, приводящих к точным числам.

Стандарт определяет процедуру R5RS exact->inexactи inexact->exactкоторые могут быть использованы , чтобы изменить точность числа. inexact->exactпроизводит «точное число, которое численно ближе всего к аргументу». exact->inexactпроизводит «неточное число, которое численно ближе всего к аргументу». Стандарт R6RS опускает эти процедуры из основного отчета, но определяет их как процедуры совместимости с R5RS в стандартной библиотеке (rnrs r5rs (6)).

В стандарте R5RS реализации Scheme не требуются для реализации всей числовой башни, но они должны реализовывать «согласованное подмножество, совместимое как с целями реализации, так и с духом языка Scheme» (R5RS раздел 6.2.3). [4] Новый стандарт R6RS требует реализации всей башни и «точных целочисленных объектов и объектов с точными рациональными числами практически неограниченного размера и точности, а также для реализации определенных процедур ... поэтому они всегда возвращают точные результаты, когда заданы точные аргументы. "(Р6РС раздел 3.4, раздел 11.7.1). [9]

Пример 1: точная арифметика в реализации, которая поддерживает точные рациональные комплексные числа.

;; Сумма трех рациональных действительных чисел и двух рациональных комплексных чисел ( определить х  ( + 1 /3  1 /4  -1 / 5  -1 / 3i  405 /50 + 2 / 3i )) х ===>  509 /60 + 1 / 3i ;; Проверить на точность. ( точно? x ) ===>  #t

Пример 2: Та же арифметика в реализации, которая не поддерживает ни точные рациональные числа, ни комплексные числа, но принимает действительные числа в рациональной нотации.

;; Сумма четырех рациональных действительных чисел ( определить хт  ( + 1 /3  1 /4  -1 / 5  405 /50 )) ;; Сумма двух рациональных действительных чисел ( определить XI  ( + -1 / 3  2 /3 )) хт ===>  +8,48333333333333 XI ===>  0,333333333333333 ;; Проверить на точность. ( точное? xr ) ===>  #f ( точное? xi ) ===>  #f

Обе реализации соответствуют стандарту R5RS, но вторая не соответствует R6RS, поскольку не реализует полную числовую башню.

Отложенная оценка [ править ]

См. Также: Ленивое вычисление

Схема поддерживает отложенную оценку с помощью delayформы и процедуры force.

( Определяют на  10 ) ( определить EVAL-aplus2  ( задержку ( + а  2 ))) ( набор! Есть  20 ) ( усилие EVAL-aplus2 ) ===>  22 ( определяют EVAL-aplus50  ( задержку ( + в  50 ))) ( let (( a  8 ))  ( force eval-aplus50 )) ===>  70 ( set! a  100 )( принудительно eval-aplus2 ) ===>  22

Лексический контекст исходного определения обещания сохраняется, и его значение также сохраняется после первого использования force. Обещание оценивается только один раз.

Эти примитивы, которые создают или обрабатывают значения, известные как обещания , могут использоваться для реализации расширенных конструкций отложенного вычисления, таких как потоки . [25]

В стандарте R6RS они больше не являются примитивами, а вместо этого предоставляются как часть библиотеки совместимости R5RS (rnrs r5rs (6)).

В R5RS предлагается предлагаемая реализация delayи force, реализующая обещание как процедура без аргументов ( преобразователь ) и использующая мемоизацию, чтобы гарантировать, что она будет вычисляться только один раз, независимо от того, сколько раз forceвызывается (R5RS раздел 6.4. ). [4]

SRFI 41 позволяет выражать как конечные, так и бесконечные последовательности с необычайной экономией. Например, это определение последовательности Фибоначчи с использованием функций, определенных в SRFI 41: [25]

;; Определите последовательность Фибоначчи: ( define fibs  ( stream-cons  0  ( stream-cons  1  ( stream-map  +  fibs  ( stream-cdr  fibs ))))) ;; Вычислите сотое число в последовательности: ( stream-ref  fibs  99 ) ===>  218922995834555169026

Порядок оценки аргументов процедуры [ править ]

Большинство Лиспов определяют порядок вычисления аргументов процедуры. Схемы нет. Порядок оценки, включая порядок, в котором оценивается выражение в позиции оператора, может быть выбран реализацией на основе вызова за вызовом, и единственным ограничением является то, что «эффект любой одновременной оценки оператора и Выражения операндов должны согласовываться с некоторым последовательным порядком оценки ". (R5RS, раздел 4.1.3) [4]

( let (( ev  ( lambda ( n )  ( display "Evaluating" )  ( display ( if ( procedure? n )  "procedure"  n ))  ( newline )  n )))  (( ev  + )  ( ev  1 )  ( ev  2 ))) ===>  3

ev - это процедура, которая описывает переданный ей аргумент, а затем возвращает значение аргумента. В отличие от других Лиспов, появление выражения в позиции оператора (первый элемент) выражения схемы вполне законно, если результатом выражения в позиции оператора является процедура.

При вызове процедуры «+» для сложения 1 и 2 выражения (ev +), (ev 1) и (ev 2) могут быть вычислены в любом порядке, если эффект не такой, как если бы они оценивались параллельно. . Таким образом, следующие три строки могут отображаться в любом порядке стандартной схемой при выполнении приведенного выше примера кода, хотя текст одной строки не может чередоваться с другим, потому что это нарушит ограничение последовательной оценки.

Оценка 1
Оценка 2
Процедура оценки

Гигиенические макросы [ править ]

Основная статья: Гигиенический макрос

В стандарте R5RS, а также в более поздних отчетах синтаксис Scheme можно легко расширить с помощью макросистемы. Стандарт R5RS представил мощную гигиеническую макросистему, которая позволяет программисту добавлять новые синтаксические конструкции к языку, используя простой подъязык сопоставления с образцом (R5RS раздел 4.3). [4] До этого гигиеническая макросистема была отнесена к приложению к стандарту R4RS как система «высокого уровня» наряду с макросистемой «низкого уровня», обе из которых рассматривались как расширения схемы, а не как существенная часть языка. [26]

Реализации гигиенической макросистемы, также называемой syntax-rules, должны уважать лексическую область видимости остального языка. Это обеспечивается специальными правилами именования и области видимости для расширения макросов и позволяет избежать распространенных ошибок программирования, которые могут возникать в макросистемах других языков программирования. R6RS определяет более сложную систему преобразования syntax-case, которая некоторое время была доступна как языковое расширение схемы R5RS.

;; Определите макрос для реализации варианта «if» с несколькими выражениями ;; истинная ветвь и нет ложной ветви. ( Определить-синтаксис , когда  ( синтаксических правил ()  (( когда  ПРЕД  ехр  EXPS  ... )  ( если пред  ( начать ехр  EXPS  ... )))))

Вызов макросов и процедур очень похож (оба являются s-выражениями), но обрабатываются по-разному. Когда компилятор встречает в программе s-выражение, он сначала проверяет, определен ли символ как синтаксическое ключевое слово в текущей лексической области видимости. Если это так, он затем пытается развернуть макрос, рассматривая элементы в хвосте s-выражения как аргументы без компиляции кода для их оценки, и этот процесс повторяется рекурсивно до тех пор, пока не останется никаких вызовов макроса. Если это не синтаксическое ключевое слово, компилятор компилирует код для оценки аргументов в хвосте s-выражения, а затем для оценки переменной, представленной символом в начале s-выражения, и вызывает ее как процедуру с вычисленные выражения хвоста, переданные ему как фактические аргументы.

Большинство реализаций Scheme также предоставляют дополнительные макросистемы. Среди популярных - синтаксические замыкания , явное переименование макросов и define-macroнегигиеничная макросистема, аналогичная defmacroсистеме, представленной в Common Lisp .

Невозможность указать, является ли макрос гигиеничным, является одним из недостатков макросистемы. Альтернативные модели расширения, такие как комплекты осциллографов, представляют собой потенциальное решение. [27]

Среды и eval [ править ]

До R5RS в Scheme не было стандартного эквивалента evalпроцедуры, которая повсеместно используется в других Lisp, хотя первая Lambda Paper описывалась evaluateкак «аналогичная функции LISP EVAL» [19], а в первом пересмотренном отчете 1978 года эта процедура была заменена на enclose, которая взял два аргумента. Во втором, третьем и четвертом пересмотренных отчетах не было никаких эквивалентов eval.

Причина этой путаницы в том, что в Scheme с ее лексической областью видимости результат вычисления выражения зависит от того, где оно вычисляется. Например, неясно, должен ли результат вычисления следующего выражения быть 5 или 6: [28]

( let (( name  '+ ))  ( let (( + * ))  ( оценка  ( имя списка 2 3 ))))

Если он оценивается во внешней среде, где nameопределено, результатом является сумма операндов. Если он оценивается во внутренней среде, где символ «+» привязан к значению процедуры «*», результатом является произведение двух операндов.

R5RS устраняет эту путаницу, определяя три процедуры, возвращающие среды, и предоставляя процедуру, evalкоторая принимает s-выражение и среду и оценивает выражение в предоставленной среде. (R5RS раздел 6.5) [4] R6RS расширяет это, предоставляя процедуру, вызываемую, с environmentпомощью которой программист может точно указать, какие объекты импортировать в оценочную среду.

С современной схемой (обычно совместимой с R5RS) для оценки этого выражения вам необходимо определить функцию, evaluateкоторая может выглядеть так:

( определить ( оценить  выражение )  ( eval expr  ( среда-взаимодействие )))

interaction-environment это глобальная среда от вашего интерпретатора.

Обработка небулевых значений в логических выражениях [ править ]

В большинстве диалектов Лиспа, включая Common Lisp, по соглашению значение NILоценивается как значение false в логическом выражении. В Scheme, начиная со стандарта IEEE 1991 года [3], все значения, кроме #f, включая NILэквивалент в схеме, который записан как '(), оцениваются как истинное значение в логическом выражении. (R5RS раздел 6.3.1) [4]

В Tбольшинстве Лиспов константа, представляющая логическое значение true , так и есть #t.

Непересекаемость примитивных типов данных [ править ]

В схеме примитивные типы данных не пересекаются. Только один из следующих предикатов может быть справедливо для любого объекта схемы: boolean?, pair?, symbol?, number?, char?, string?, vector?, port?, procedure?. (R5RS, раздел 3.2) [4]

В числовом типе данных, напротив, числовые значения перекрываются. Например, значение удовлетворяет целочисленное все из integer?, rational?, real?, complex?и number?предикатов в то же время. (R5RS, раздел 6.2) [4]

Предикаты эквивалентности [ править ]

См. Также: оператор отношения

Схема состоит из трех различных типов эквивалентности между произвольными объектами , обозначенными тремя различными предикатами эквивалентности , реляционные операторы для проверки равенства eq?, eqv?и equal?:

  • eq?оценивается до, #fесли его параметры не представляют один и тот же объект данных в памяти;
  • eqv?обычно то же самое, eq?но обрабатывает примитивные объекты (например, символы и числа) специально, так что числа, представляющие одно и то же значение, eqv?даже если они не относятся к одному и тому же объекту;
  • equal?сравнивает структуры данных, такие как списки, векторы и строки, чтобы определить, соответствуют ли они структуре и eqv?содержанию. (R5RS раздел 6.1) [4]

В Scheme также существуют операции эквивалентности, зависящие от типа: string=?и string-ci=?сравнение двух строк (последняя выполняет сравнение, не зависящее от регистра); char=?и char-ci=?сравнить персонажей; =сравнивает числа. [4]

Комментарии [ редактировать ]

См. Также: Комментарий (компьютерное программирование)

До стандарта R5RS стандартный комментарий в Scheme состоял из точки с запятой, что делало остальную часть строки невидимой для Scheme. Многочисленные реализации поддерживают альтернативные соглашения, разрешающие расширение комментариев более чем на одну строку, и стандарт R6RS допускает два из них: все s-выражение может быть превращено в комментарий (или «закомментировано»), если перед ним стоит #;(введено в SRFI 62 [29] ), а многострочный комментарий или «блочный комментарий» можно создать, заключив текст в символы #|и |#.

Ввод / вывод [ править ]

Ввод и вывод схемы основаны на типе данных порта . (R5RS сек. 6.6) [4] R5RS определяет два порта по умолчанию, доступных с помощью процедур current-input-portи current-output-port, которые соответствуют представлениям Unix о стандартном вводе и стандартном выводе . Большинство реализаций также предоставляют current-error-port. Перенаправление ввода и стандартный вывод поддерживается в стандарте стандартными процедурами, такими как with-input-from-fileи with-output-to-file. Большинство реализаций предоставляют строковые порты с аналогичными возможностями перенаправления, позволяя выполнять многие обычные операции ввода-вывода над строковыми буферами вместо файлов, используя процедуры, описанные в SRFI 6. [30] Стандарт R6RS определяет гораздо более сложные и функциональные процедуры портов и много новых типов портов.

Следующие примеры написаны на строгой схеме R5RS.

Пример 1: с выходом по умолчанию (текущий-выходной-порт):

( Пусть (( hello0  ( лямбда ()  ( дисплей "Привет мир" )  ( перевод строки ))))  ( hello0 ))

Пример 2: Как 1, но с использованием необязательного аргумента порта для процедур вывода

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

Пример 3: Как 1, но вывод перенаправляется во вновь созданный файл

;; NB: with-output-to-file - это необязательная процедура в R5RS ( let (( hello0  ( lambda ()  ( display «Hello world» )  ( newline ))))  ( with-output-to-file «helloworldoutputfile»  hello0 ) )

Пример 4: Как 2, но с явным открытием файла и закрытым портом для отправки вывода в файл

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

Пример 5: Как 2, но с использованием call-with-output-file для отправки вывода в файл.

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

Аналогичные процедуры предусмотрены для ввода. Схема R5RS предоставляет предикаты input-port?и output-port?. Для ввода и вывода символов write-char, read-char, peek-charи char-ready?предусмотрены. Для записи и чтения выражений Scheme в Scheme предусмотрены readи write. При операции чтения возвращаемый результат - это объект конца файла, если входной порт достиг конца файла, и это можно проверить с помощью предиката eof-object?.

В дополнение к стандарту SRFI 28 определяет базовую процедуру форматирования, напоминающую formatфункцию Common Lisp , после чего она названа. [31]

Новое определение стандартных процедур [ править ]

В схеме процедуры привязаны к переменным. В R5RS стандарт языка официально предписывает программам изменять привязки переменных встроенных процедур, эффективно переопределяя их. (R5RS «Изменения языка») [4] Например, можно расширить, +чтобы принимать как строки, так и числа, переопределив их:

( set! +  ( let (( original +  + ))  ( lambda args  ( apply ( if ( or ( null? args )  ( string? ( car args )))  string-append  original + )  args )))) ( + 1  2  3 ) ===>  6 ( + "1"  "2"  "3" ) ===>  "123"

В R6RS каждая привязка, включая стандартные, принадлежит некоторой библиотеке, и все экспортируемые привязки неизменяемы. (R6RS раздел 7.1) [9] Из-за этого переопределение стандартных процедур путем мутации запрещено. Вместо этого можно импортировать другую процедуру под именем стандартной, что по сути аналогично переопределению.

Номенклатура и соглашения об именах [ править ]

В стандартной схеме процедуры, которые преобразуют один тип данных в другой, содержат строку символов «->» в своем имени, предикаты заканчиваются знаком «?», А процедуры, которые изменяют значение уже выделенных данных, заканчиваются знаком «!». Программисты Scheme часто следуют этим соглашениям.

В формальных контекстах, таких как стандарты схемы, слово «процедура» используется вместо «функция» для обозначения лямбда-выражения или примитивной процедуры. В обычном использовании слова «процедура» и «функция» взаимозаменяемы. Применение процедуры иногда формально называют комбинацией .

Как и в других Lisp, термин « преобразователь » используется в Scheme для обозначения процедуры без аргументов. Термин «правильная хвостовая рекурсия» относится к свойству всех реализаций схемы, что они выполняют оптимизацию хвостового вызова, чтобы поддерживать неопределенное количество активных хвостовых вызовов .

Форма названий документов по стандартизации с момента R3RS, «Пересмотренный п Отчет о языке Scheme алгоритмической», является ссылкой на название Алгол 60 стандартного документа «Пересмотренный отчет об алгоритмическом языке Алгол 60» Сводка страницы R3RS подробно смоделирован на странице «Сводка» отчета ALGOL 60. [32] [33]

Обзор стандартных форм и процедур [ править ]

Язык формально определен в стандартах R5RS (1998) и R6RS (2007). Они описывают стандартные «формы»: ключевые слова и сопутствующий синтаксис, которые обеспечивают структуру управления языком, и стандартные процедуры, которые выполняют общие задачи.

Стандартные формы [ править ]

В этой таблице описаны стандартные формы схемы. Некоторые формы появляются более чем в одной строке, потому что их нелегко классифицировать в одну функцию на языке.

Формы, отмеченные буквой «L» в этой таблице, классифицируются как производные «библиотечные» формы в стандарте и часто реализуются как макросы с использованием более фундаментальных форм на практике, что значительно упрощает задачу реализации, чем в других языках.

Стандартные формы на языке R5RS Scheme
ЦельФормы
Определениеопределять
Связывающие конструкциилямбда, do (L), let (L), let * (L), letrec (L)
Условная оценкаif, cond (L), case (L) и (L) или (L)
Последовательная оценканачинать (*)
Итерациялямбда, делать (L), названный let (L)
Синтаксическое расширениеопределить-синтаксис, let-синтаксис, letrec-синтаксис, правила синтаксиса (R5RS), регистр синтаксиса (R6RS)
Цитированиеquote ('), unquote (,), quasiquote (`), unquote-сплайсинг (, @)
Назначениенабор!
Отсроченная оценказадержка (L)

Обратите внимание, что beginэто определено как синтаксис библиотеки в R5RS, но расширитель должен знать об этом для достижения функциональности соединения. В R6RS это больше не синтаксис библиотеки.

Стандартные процедуры [ править ]

В следующих двух таблицах описаны стандартные процедуры схемы R5RS. R6RS гораздо более обширен, и краткое изложение этого типа нецелесообразно.

Некоторые процедуры появляются более чем в одной строке, потому что их нельзя легко классифицировать в одну функцию на языке.

Стандартные процедуры на языке R5RS Scheme
ЦельПроцедуры
Строительствовектор, make-vector, make-string, list
Предикаты эквивалентностиeq ?, eqv ?, equal ?, string = ?, string-ci = ?, char = ?, char-ci =?
Преобразование типоввектор-> список, список-> вектор, число-> строка, строка-> число, символ-> строка, строка-> символ, char-> integer, integer-> char, string-> list, list-> string
ЧислаСм. Отдельную таблицу
Струныстрока ?, make-строка, строка, длина строки, ссылка на строку, набор строк !, строка = ?, строка-ci = ?, строка <? строка-ci <?, строка <=? строка-ci <= ?, строка>? строка-ci> ?, строка> =? строка-ci> = ?, подстрока, добавление строки, строка-> список, список-> строка, копия строки, заполнение строки!
Символыchar ?, char = ?, char-ci = ?, char <? char-ci <?, char <=? char-ci <= ?, char>? char-ci> ?, char> =? char-ci> = ?, char-alphabetic?, char-numeric?, char-whitespace?, char-upper-case?, char-lower-case?, char-> integer, integer-> char, char-upcase, char-downcase
Векторыmake-vector, vector, vector ?, vector-length, vector-ref, vector-set !, vector-> list, list-> vector, vector-fill!
Символысимвол-> строка, строка-> символ, символ?
Пары и спискипара ?, cons, car, cdr, set-car !, set-cdr !, ноль?, список?, список, длина, добавление, реверс, хвост списка, ссылка на список, memq. memv. член, assq, assv, assoc, список-> вектор, вектор-> список, список-> строка, строка-> список
Предикаты идентичностилогическое?, пара?, символ?, число?, символ?, строка?, вектор?, порт?, процедура?
Продолжениевызов-с-текущим-продолжением (вызов / cc), значения, вызов-со значениями, динамический ветер
Средыeval, схема-отчет-среда, нулевая-среда, взаимодействие-среда (необязательно)
Ввод, выводdisplay, newline, read, write, read-char, write-char, peek-char, char-ready ?, eof-объект? open-input-file, open-output-file, close-input-port, close-output-port, input-port ?, output-port ?, текущий-вход-порт, текущий-выходной-порт, call-with- файл ввода, вызов с файлом вывода, с вводом из файла (необязательно), с выводом в файл (необязательно)
Системный интерфейсзагрузка (необязательно), добавление стенограммы (необязательно), отключение стенограммы (необязательно)
Отсроченная оценкасила
Функциональное программированиепроцедура ?, применить, карта, для каждого
Булевылогическое? нет

Строковые и символьные процедуры, содержащие «-ci» в своих именах, выполняют независимые от регистра сравнения между своими аргументами: версии одного и того же символа в верхнем и нижнем регистре считаются равными.

Стандартные числовые процедуры на языке R5RS Scheme
ЦельПроцедуры
Основные арифметические операторы+, -, *, /, abs, частное, остаток, по модулю, gcd, lcm, expt, sqrt
Рациональное числочислитель, знаменатель, рациональное?, рационализировать
Приближениепол, потолок, усеченный, круглый
Точностьнеточный-> точный, точный-> неточный, точный?, неточный?
Неравенства<, <=,>,> =, =
Разные предикатыноль?, отрицательный?, положительный? странный? четный?
Максимум и минимуммакс, мин
Тригонометриягрех, соз, загар, асин, акос, атан
Экспонентыexp, log
Комплексные числасделать-прямоугольный, сделать-полярный, действительная часть, воображаемая часть, величина, угол, сложный?
Ввод, выводчисло-> строка, строка-> число
Предикаты типацелое?, рациональное?, действительное?, комплексное?, число?

Реализации - и /, которые принимают более двух аргументов, определены, но оставлены необязательными в R5RS.

Запросы схемы на реализацию [ править ]

Основная статья: Запросы схемы на реализацию

Из-за минимализма Scheme многие общие процедуры и синтаксические формы не определены стандартом. Чтобы сделать базовый язык небольшим, но упростить стандартизацию расширений, сообщество Scheme разработало процесс «Scheme Request for Implementation» (SRFI), с помощью которого библиотеки расширений определяются путем тщательного обсуждения предложений по расширению. Это способствует переносимости кода. Многие из SRFI поддерживаются всеми или большинством реализаций Scheme.

SRFI с довольно широкой поддержкой в ​​различных реализациях включают: [34]

  • 0: функциональная конструкция условного расширения
  • 1: список библиотеки
  • 4: однородные числовые векторные типы данных
  • 6: основные строковые порты
  • 8: получение, привязка к нескольким значениям
  • 9: определение типов записей
  • 13: строковая библиотека
  • 14: библиотека наборов символов
  • 16: синтаксис для процедур переменной арности
  • 17: обобщенный набор!
  • 18: Поддержка многопоточности
  • 19: типы данных и процедуры времени
  • 25: примитивы многомерного массива
  • 26: обозначение специализированных параметров без каррирования
  • 27: источники случайных битов
  • 28: строки основного формата
  • 29: локализация
  • 30: вложенные многострочные комментарии
  • 31: специальная форма для рекурсивного вычисления
  • 37: args-fold: процессор аргументов программы
  • 39: объекты параметров
  • 41: потоки
  • 42: нетерпеливое понимание
  • 43: векторная библиотека
  • 45: примитивы для выражения итеративных ленивых алгоритмов
  • 60: целые числа как биты
  • 61: более общий условный пункт
  • 66: октетные векторы
  • 67: сравнить процедуры

Реализации [ править ]

Основная категория: Реализации схем (языков программирования)

Элегантный, минималистичный дизайн сделал Scheme популярной целью для языковых дизайнеров, любителей и преподавателей, а из-за своего небольшого размера, как у типичного интерпретатора , он также является популярным выбором для встроенных систем и сценариев . Это привело к появлению множества реализаций, [35] большинство из которых настолько отличаются друг от друга, что перенос программ с одной реализации на другую довольно затруднен, а небольшой размер стандартного языка означает, что написание полезной программы любой большой сложности в стандартной переносной схеме это практически невозможно. [7] Стандарт R6RS определяет гораздо более широкий язык в попытке сделать его более привлекательным для программистов.

Почти все реализации предоставляют традиционный цикл чтения-оценки-печати в стиле Лиспа для разработки и отладки. Многие также компилируют программы Scheme в исполняемый двоичный файл. Поддержка для встраивания Схемы коды в программах , написанных на других языках , также распространена, так как относительная простота реализации Scheme делает его популярным выбором для добавления возможности создания сценариев крупных систем , разработанных на таких языках, как C . В Гамбит , курицы и Bigloo переводчики Схема компиляции Схемы С, что делает особенно легко вложение. Кроме того, компилятор Bigloo можно настроить для генерации байт-кода JVM. , а также имеет экспериментальный генератор байт-кода для .NET .

Некоторые реализации поддерживают дополнительные функции. Например, Kawa и JScheme обеспечивают интеграцию с классами Java, а компиляторы Scheme to C часто упрощают использование внешних библиотек, написанных на C, вплоть до встраивания реального кода C в исходный код Scheme. Другой пример - Pvts , который предлагает набор визуальных инструментов для поддержки изучения Scheme.

Использование [ править ]

Схема широко используется в ряде [36] школ; в частности, в ряде вводных курсов по информатике используется схема в сочетании с учебником « Структура и интерпретация компьютерных программ» (SICP). [37] В течение последних 12 лет, PLT управлял ProgramByDesign (ранее TeachScheme!) Проект, который подвергается около 600 учителей средней школы и тысяч старшеклассников зачаточного программирования Scheme. Старый вводный курс программирования 6.001 Массачусетского технологического института преподавался на схеме [38]. Хотя курс 6.001 был заменен более современными курсами, SICP по-прежнему преподается в Массачусетском технологическом институте. [39]Точно так же вводный курс в Калифорнийском университете в Беркли , CS 61A, до 2011 года преподавался полностью на Scheme, за исключением незначительных отклонений в Logo для демонстрации динамической области. Сегодня, как и Массачусетский технологический институт, Беркли заменил учебную программу более современной версией, которая в основном преподается на Python 3 , но текущая программа по-прежнему основана на старой учебной программе, и некоторые части курса все еще преподаются на схеме. [40]

Учебник « Как разрабатывать программы » Матиаса Феллейзена, который в настоящее время работает в Северо-Восточном университете, используется некоторыми высшими учебными заведениями для проведения вводных курсов по информатике. И Северо-Восточный университет, и Вустерский политехнический институт используют Scheme исключительно для своих вводных курсов «Основы компьютерных наук» (CS2500) и «Введение в разработку программ» (CS1101) соответственно. [41] [42] Роуз-Хульман использует Scheme в своем более продвинутом курсе "Концепции языка программирования". [43] Основной курс Университета Брандейса , Структура и интерпретация компьютерных программ (COSI121b), также преподается исключительно на схеме ученым-теоретиком.Гарри Майерсон . [44] Вводный класс C211 Университета Индианы преподается полностью на Scheme. В версии курса для самостоятельного изучения CS 61AS по-прежнему используется Scheme. [45] Вводные курсы информатики в Йельском университете и Гриннелл-колледже также преподаются на Scheme. [46] Парадигмы проектирования программирования, [47] обязательный курс для аспирантов по информатике в Северо-Восточном университете., также широко использует Scheme. Бывший вводный курс информатики в Университете Миннесоты - Города-побратимы, CSCI 1901, также использовал Scheme в качестве основного языка, за которым последовал курс, знакомящий студентов с языком программирования Java; [48] однако, следуя примеру Массачусетского технологического института, кафедра заменила 1901 на CSCI 1133 на основе Python, [49] в то время как функциональное программирование подробно рассматривается в курсе третьего семестра CSCI 2041. [50] В индустрии программного обеспечения, Tata Consultancy Services , крупнейшая в Азии консалтинговая компания по программному обеспечению, использует Scheme в своей месячной программе обучения для выпускников колледжей. [ необходима цитата ]

Схема также использовалась для следующего:

  • Язык семантики и спецификации стилей документа (DSSSL), который предоставляет метод определения таблиц стилей SGML , использует подмножество схем. [51]
  • Хорошо известный редактор растровой графики с открытым исходным кодом GIMP использует TinyScheme в качестве языка сценариев . [52]
  • Guile был принят проектом GNU в качестве официального языка сценариев, и эта реализация Scheme встроена в такие приложения, как GNU LilyPond и GnuCash в качестве языка сценариев для расширений. Точно так же, Коварство раньше язык сценариев для настольной среды GNOME , [53] и GNOME все еще есть проект , который обеспечивает Guile привязку к его библиотеке стек. [54] Существует проект по включению Guile в GNU Emacs , флагманскую программу GNU, взамен текущего интерпретатора Emacs Lisp . [ необходима цитата ]
  • Elk Scheme используется Synopsys в качестве языка сценариев для своих технологических инструментов CAD (TCAD) . [55]
  • Широ Каваи, старший программист фильма Final Fantasy: The Spirits Within , использовал Scheme в качестве языка сценариев для управления движком рендеринга в реальном времени. [56]
  • Google App Inventor для Android использует Scheme, где Kawa используется для компиляции кода Scheme до байт-кодов для виртуальной машины Java, работающей на устройствах Android. [57]

См. Также [ править ]

  • Сталинский компилятор , компилятор для схемы.
  • Основы языков программирования , еще один классическийучебник по информатике .
  • SXML , иллюстративное представление XML в Scheme, которое обеспечивает простой подход к обработке данных XML в Scheme.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Язык программирования схем" . Массачусетский технологический институт .
  2. ^ Common LISP: Язык, 2-е изд., Гай Л. Стил младший, цифровая пресса; 1981. ISBN 978-1-55558-041-4 . «Common Lisp - это новый диалект Lisp, преемник MacLisp, на который сильно повлияли ZetaLisp и в некоторой степени Scheme и InterLisp». 
  3. ^ a b 1178-1990 (Reaff 2008) Стандарт IEEE для языка программирования схем. Номер детали IEEE STDPD14209, единогласно подтвержденный на заседании Комитета по обзору стандартов Совета по стандартам IEEE-SA, 26 марта 2008 г. (пункт 6.3 в протоколе), протокол повторного подтверждения доступен в октябре 2009 г. ПРИМЕЧАНИЕ: этот документ доступен только для покупки из IEEE и недоступен в Интернете на момент написания (2009 г.).
  4. ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р д Richard Kelsey; Уильям Клингер; Джонатан Рис; и другие. (Август 1998 г.). «Пересмотренный отчет 5 по алгоритмической языковой схеме» . Вычисление высшего порядка и символическое вычисление . 11 (1): 7–105. DOI : 10,1023 / A: 1010051815785 . S2CID 14069423 . Проверено 9 августа 2012 . 
  5. ^ Шинн, Алекс; Коуэн, Джон; Глеклер, Артур (июль 2013 г.). «Пересмотренный отчет 7 об алгоритмической языковой схеме (R7RS)» . Проверено 8 ноября 2020 .
  6. ^ a b «Доступен финальный вариант R7RS» (PDF) . 2013-07-06.
  7. ^ a b c Уилл Клинджер, Марк Фили, Крис Хэнсон, Джонатан Рис и Олин Шиверс (20 августа 2009 г.). «Изложение позиции (проект) » . Руководящий комитет схемы . Проверено 9 августа 2012 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  8. ^ a b c d Сассман, Джеральд Джей; Стил, Гай Л. (1 декабря 1998 г.). «Пересмотренный первый отчет о схеме». Вычисление высшего порядка и символическое вычисление . 11 (4): 399–404. DOI : 10,1023 / A: 1010079421970 . S2CID 7704398 . 
  9. ^ a b c d Спербер, Майкл; Дибвиг, Р. Кент; Флатт, Мэтью; Ван Страатен, Антон; и другие. (Август 2007 г.). «Пересмотренный отчет 6 по алгоритмической языковой схеме (R6RS)» . Руководящий комитет схемы . Проверено 13 сентября 2011 .
  10. ^ «Реализации R6RS» . r6rs.org . Проверено 24 ноября 2017 .
  11. ^ Абдулазиз Ghuloum (2007-10-27). «Библиотеки R6RS и синтаксически-падежная система (псинтаксис)» . Схема Икара . Проверено 20 октября 2009 .
  12. ^ Keep, Эндрю В .; Дибвиг, Р. Кент (ноябрь 2014 г.). «Представление типов записи схемы во время выполнения». Журнал функционального программирования . 24 (6): 675–716. DOI : 10.1017 / S0956796814000203 . S2CID 40001845 . 
  13. ^ «Пересмотренный отчет ^ 6 по алгоритмической языковой схеме, приложение E: изменения языка» . Руководящий комитет схемы. 2007-09-26 . Проверено 20 октября 2009 .
  14. ^ "Электорат R6RS" . Руководящий комитет схемы. 2007 . Проверено 9 августа 2012 .
  15. ^ Марк Фили (сборник) (2007-10-26). «Намерения разработчиков в отношении R6RS» . Руководящий комитет схемы, список рассылки r6rs-обсуждения . Проверено 9 августа 2012 .
  16. ^ «Доступен 9-й проект R7RS» (PDF) . 2013-04-15.
  17. ^ Уилл Клингер (2013-05-10). «продление срока голосования» . Руководящий комитет по языку схемы, список рассылки отчетов по схемам. Архивировано из оригинала на 2013-07-21 . Проверено 7 июля 2013 .
  18. ^ Схема 48 реализация так назван потомучто переводчик был написан Ричард Келси и Джонатан Риз в48 часов (6 августа - 7, 1986. См Ричард Келси; Джонатан Риз, Майк Спербер (2008-01-10). «The Неполная схема Руководство для выпуска 1.8" 48 Reference . Джонатан Риз, s48.org . Источник 2012-08-09 .
  19. ^ a b Джеральд Джей Сассман и Гай Льюис Стил-младший (декабрь 1975 г.). «Схема: интерпретатор для расширенного лямбда-исчисления» . AI Memos . MIT AI Lab . AIM-349. Архивировано из оригинала (постскриптум или PDF) 10 мая 2016 года . Проверено 9 августа 2012 .
  20. ↑ Джоэл Мозес (июнь 1970 г.), Функция FUNCTION в LISP, или Почему проблема FUNARG должна называться проблемой окружающей среды , hdl : 1721.1 / 5854 , AI Memo 199,Полезная метафора для различия между FUNCTION и QUOTE в LISP - рассматривать QUOTE как пористое или открытое покрытие функции, поскольку свободные переменные ускользают в текущее окружение. ФУНКЦИЯ действует как закрытое или непористое покрытие (отсюда термин «закрытие», используемый Ландином). Таким образом, мы говорим об «открытых» лямбда-выражениях (функции в LISP обычно являются лямбда-выражениями) и «закрытых» лямбда-выражениях. [...] Мой интерес к проблеме окружающей среды возник, когда Ландин, глубоко понимавший эту проблему, посетил Массачусетский технологический институт в 1966-67 годах. Затем я понял соответствие между списками FUNARG, которые являются результатами оценки «закрытых» лямбда-выражений в LISP, и лямбда-замыканиями ISWIM .
  21. ^ ван Тондер, Андре (1 января 2004 г.). «Лямбда-исчисление для квантовых вычислений». SIAM Journal on Computing . 33 (5): 1109–1135. arXiv : квант-ph / 0307150 . DOI : 10,1137 / S0097539703432165 . S2CID 613571 . 
  22. ^ Niehren, J .; Schwinghammer, J .; Смолка, Г. (ноябрь 2006 г.). «Параллельное лямбда-исчисление с фьючерсами» (PDF) . Теоретическая информатика . 364 (3): 338–356. DOI : 10.1016 / j.tcs.2006.08.016 .
  23. ↑ Джеральд Джей Сассман и Гай Льюис Стил-младший (март 1976 г.). «Лямбда: высший императив» . AI Memos . MIT AI Lab . AIM-353. Архивировано из оригинала (постскриптум или PDF) 10 мая 2016 года . Проверено 9 августа 2012 .
  24. ^ Габриэль, Ричард П .; Питман, Кент (1988). «Технические вопросы разделения функциональных ячеек и ячеек значений» . Лисп и символьные вычисления . 1 (1) (опубликовано в июне 1988 г.). С. 81–101. DOI : 10.1007 / BF01806178 . Проверено 9 августа 2012 .
  25. ^ a b Филип Л. Бевиг (24 января 2008 г.). «СРФИ 41: Потоки» . Редакторы SRFI, schemers.org . Проверено 9 августа 2012 .
  26. ^ Уильям Клинджер и Джонатан Рис, редакторы (1991). «Пересмотренный отчет 4 по алгоритмической языковой схеме» . Указатели ACM Lisp . 4 (3): 1–55 . Проверено 9 августа 2012 .
  27. ^ Flatt, Мэтью (2016). «Переплет комплектов прицелов». Материалы 43-го ежегодного симпозиума ACM SIGPLAN-SIGACT по принципам языков программирования . С. 705–717. DOI : 10.1145 / 2837614.2837620 . ISBN 978-1-4503-3549-2. S2CID  15401805 .
  28. ^ Джонатан Рис, Схема вещей Встреча в июне 1992 г. Архивировано 16 июля 2011 г. в Wayback Machine (постскриптум), в Lisp Pointers, V (4), октябрь – декабрь 1992 г. Дата обращения 09.08.2012.
  29. ↑ Тейлор Кэмпбелл (21 июля 2005 г.). «SRFI 62: комментарии S-выражения» . Редакторы SRFI, schemers.org . Проверено 9 августа 2012 .
  30. ^ Уильям Д. Клингер (1999-07-01). «SRFI 6: Основные строковые порты» . Редакторы SRFI, schemers.org . Проверено 9 августа 2012 .
  31. ^ Скотт Г. Миллер (2002-06-25). «SRFI 28: Строки основного формата» . Редакторы SRFI, schemers.org . Проверено 9 августа 2012 .
  32. ^ JW Backus; Ф.Л. Бауэр; Дж. Грин; К. Кац; Дж. Маккарти П. Наур; и другие. (Январь – апрель 1960 г.). «Пересмотренный отчет по алгоритмическому языку Algol 60» . Numerische Mathematik, Коммуникации ACM и Журнал Британского компьютерного общества . Проверено 9 августа 2012 .
  33. ^ Джонатан Рис; Уильям Клингер, ред. (Декабрь 1986 г.). «Пересмотренный (3) отчет по алгоритмической языковой схеме (посвященный памяти АЛГОЛА 60)» . Уведомления ACM SIGPLAN . 21 (12): 37–79. CiteSeerX 10.1.1.29.3015 . DOI : 10.1145 / 15042.15043 . S2CID 43884422 . Проверено 9 августа 2012 .  
  34. ^ "Схемы систем, поддерживающих SRFIs" . Редакторы SRFI, schemers.org. 2009-08-30 . Проверено 9 августа 2012 .
  35. ^ 75 известных реализаций Scheme перечислены в "scheme-faq-standard" . Схема сообщества Wiki. 2009-06-25 . Проверено 20 октября 2009 .
  36. ^ Эд Мартин (2009-07-20). «Список школ, использующих Схему» . Махинаторы Inc . Проверено 20 октября 2009 .
  37. ^ "Список школ, использующих SICP" . MIT Press. 1999-01-26 . Проверено 20 октября 2009 .
  38. ↑ Эрик Гримсон (весна 2005 г.). «6.001 Структура и интерпретация компьютерных программ» . Открытые курсы MIT . Проверено 20 октября 2009 .
  39. ↑ Алекс Вандивер; Нельсон Эльхаге; и другие. (Январь 2009 г.). «6.184 - Зомби пьют с кофеином 6.001» . MIT CSAIL . Проверено 20 октября 2009 .
  40. ^ Джон ДеНеро (осень 2019). «Компьютерные науки 61A, Беркли» . Департамент электротехники и компьютерных наук, Беркли . Проверено 17 декабря 2019 .
  41. ^ CS 2500: Основы информатики I , Северо-Восточный университет
  42. ^ CS 1101: Введение в разработку программ (A05): программное обеспечение курса , Вустерский политехнический институт
  43. ^ «CSSE 304: Концепции языка программирования» . Технологический институт Роуза-Халмана .
  44. ^ "Spring 2021 CS121b Syllabus" (PDF) . Университет Брандейса .
  45. ^ https://berkeley-cs61as.github.io
  46. ^ Дана Энглина (осень 2009 г.). «Введение в информатику (CPSC 201)» . Зоопарк факультета компьютерных наук Йельского университета . Проверено 20 октября 2009 .
  47. ^ "Парадигмы дизайна программирования CSG107 Курсы чтения" . Северо-Восточный университетский колледж компьютерных и информационных наук. Осень 2009 . Проверено 9 августа 2012 .
  48. ^ Структура компьютерного программирования I Архивировано 19июня 2010 г.в Wayback Machine , факультет компьютерных наук, Университет Миннесоты, весна 2010 г. (дата обращения 30 января 2010 г.).
  49. ^ CSci Обязательные описания курсов и другая информация, заархивированные 25 октября 2019 г. в Wayback Machine , факультет компьютерных наук, Университет Миннесоты (доступ 2019-10-25)
  50. ^ CSCI 2041 — Комитет по учебной программе нового курса CSE, Университет Миннесоты (доступ 2019-10-25)
  51. ↑ Робин Кавер (25 февраля 2002). «DSSSL - Семантика стилей документов и язык спецификаций. ISO / IEC 10179: 1996» . Титульные страницы . Проверено 9 августа 2012 .
  52. ^ « Основным языком сценариев для GIMP, который был присоединен к нему сегодня, является Scheme». От Дова Гробгельда (2002). «Учебное пособие по базовой схеме GIMP» . Команда GIMP . Проверено 9 августа 2012 .
  53. ^ Тодд Грэм Льюис; Дэвид Золл; Джулиан Миссиг (2002). «Часто задаваемые вопросы по GNOME из Интернет-архива» . Команда Gnome, gnome.org. Архивировано из оригинала на 2000-05-22 . Проверено 9 августа 2012 .
  54. ^ "лукавый гном" . Фонд свободного программного обеспечения . Проверено 9 августа 2012 .
  55. ^ Лоуренс Бревард (2006-11-09). « Обновление программы Synopsys MAP-in SM : Форум разработчиков совместимости EDA» (PDF) . Сводка Inc . Проверено 9 августа 2012 .
  56. Перейти ↑ Kawai, Shiro (октябрь 2002 г.). «Склеивание вещей вместе - схема в производстве контента компьютерной графики в реальном времени» . Труды Первой Международной конференции по Лисп, Сан-Франциско : 342–348 . Проверено 9 августа 2012 .
  57. ^ Билл Магнусон; Хэл Абельсон и Марк Фридман (11 августа 2009 г.). «Под капотом App Inventor для Android» . Google Inc, официальный блог Google Research . Проверено 9 августа 2012 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Введение в схему и ее реализацию ( зеркало )
  • Кристофер Т. Хейнс (1999-06-22). "Опыт стандартизации языка программирования схем" .
  • Гай Л. Стил-младший , Ричард П. Габриэль . «Эволюция Лиспа» (PDF) .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • Джеральд Сассман и Гай Стил , СХЕМА: Интерпретатор для расширенного лямбда-исчисления AI Memo 349 , Лаборатория искусственного интеллекта Массачусетского технологического института, Кембридж, Массачусетс, декабрь 1975 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Схема в Curlie
  • Программирование схем в Викиучебнике
  • Напишите себе схему за 48 часов в Викиучебнике
  • СМИ, связанные со схемой (языком программирования) на Викискладе?
  • Букмарклет, добавляющий интерактивную схему REPL на любой веб-сайт