Příklad programovacího jazyka schématu. Schéma (programovací jazyk). Instalace a konfigurace

Scheme, také známý jako Lisp (nezaměňovat s Common Lisp), je moderní algoritmický programovací jazyk, který je známý svým zaměřením na funkční programovací paradigma, ale neomezuje se na něj.

Rodina Lispů je druhou nejdéle sloužící rodinou jazyků (po Fortranu), kterou založil John McCarthy jako nástroj pro psaní. umělá inteligence. Jeden z aktivní účastníci Vývojem specializovaných počítačů pro interpretaci Lisp byl Richard Stallman, pozdější zakladatel Free Foundation Software. Výsledkem je, že jedním z hlavních nástrojů pro vývoj v Scheme je Emacs (+Geiser, Scheme-Complete, firemní režim). Očekává se, že v určitém okamžiku bude Scheme interním jazykem Emacsu namísto Emacs Lisp. (Můžete to nyní sledovat na EdWinu.)

Scheme je Lisp zaměřený na snadnou přenositelnost, funkční přístup a implementaci osvědčené postupy teorie programovacích jazyků.

Schéma se vyvíjí dvěma způsoby. Jednotlivá rozšíření jsou formulována podle procesu podobného RFC a nazývají se SRFI (Scheme Request For Implementation). Ve stanoveném časovém rámci jsou vydávána jednotná vydání „standardní zprávy“, která formuluje, co je schéma „jako celek“. Poslední dokončené vydání je Revised 7 Report on Algorithmic Language Scheme (malý jazyk) a nejnovější experimentální vydání je R7RS-large Red Edition. Očekává se, že před vydáním konečného vydání R7RS-large bude sedm nebo osm přechodných vydání. momentálně Uvažuje se o vydání 2 (Tangerine), jehož cílem je formalizovat datové struktury, kolekce a číselné údaje, a o vydání 3 zaměřeném na nové funkce.

Zájemci z řad odborníků jsou vyzváni, aby si prostudovali diskusní materiál a hlasovali podle své vlastní představy o problému, přičemž se předem představili [e-mail chráněný]

  • Knihovna řetězců
  • Asociativní pole
  • Regulární výrazy
  • Generátory/baterie
  • Celočíselné operace
  • Bitové operace
  • Matematické operace s pevným bodem
  • Matematické operace s plovoucí desetinnou čárkou
  • Bitové vektory
  • Homogenní vektory
  • Formátování
  • Velká čísla
  • Zlomky
  • Přesná čísla

Otázky, kterými se bude zabývat třetí vydání:

  • Náhodná čísla
  • Prvočísla
  • Celočíselné množiny
  • Diskreční statistika
  • Rozsahy
  • Bitové vektory
  • Bajtové řetězce
  • Převody
  • Kombinatorika a permutace

Anonym (28. 11. 2018 23:36:26)

Schéma MIT/GNU je implementací jazyka Programovací schéma, poskytující interpret, kompilátor, debugger zdrojový kód, vestavěný editor podobný Emacsu a velká knihovna runtime. Schéma MIT/GNU je přizpůsobeno programování velké aplikace s rychlým vývojovým cyklem.

změny:

  • Sestavy pro Windows více nejsou distribuovány, protože stávající 32bitová sestavení jsou pro ně málo užitečná moderní systémy a dosažení 64bitové funkčnosti vyžaduje velké úsilí, které nikoho ze současných správců nezajímá.
  • Pro macOS jsou nyní k dispozici pouze 64bitové sestavení, protože aktuální nejnovější problémy Podpora sady nástrojů pro 32bitová sestavení byla ukončena.
  • Přenosná verze C není součástí této verze, protože ji nebylo možné opravit včas.
  • Pro příští vydání je plánována spousta malých vylepšení; První prioritou této verze je inovace.

Důležité inovace:

Další změny:

  • počáteční podpora SMP;
  • upozornění na sběrač odpadu;
  • události vlákna;
  • mnoho dalších drobných inovací a oprav.

Nekompatibilní změny:

Experimentální nové funkce:

  • Typ URI má novou syntaxi: #<...>. S touto syntaxí pracují jak čtenáři, tak autoři.

GNU Guile 2.9.1 (beta)

Guile je implementace programovacího jazyka GNU Scheme, který podporuje mnoho SRFI, implementuje standard R5RS a poskytuje modulární systém, plný přístup na systémová volání POSIX, síťová podpora, vlákna, dynamická vazba, hovory externí funkce a výkonné zpracování strun. Guile dokáže interaktivně interpretovat kód a zkompilovat jej do bajtkódu virtuální stroj a dokonce být připojen knihovnou jako tlumočník zabudovaný do aplikace.

2.9.1 je první beta verze větve připravující se na stabilní verzi 3.0. V porovnání se současným stabilní větev(2.2.x), přidala kompilaci JIT, která zrychluje všechny Guile programy až 4krát. V tomto vydání je JIT podporován pouze na x86-64; Budoucí verze plánují podporovat všechny platformy podporované GNU lightning.

GNU Guile-CV 0.2.0

Guile-CV je knihovna počítačové vidění pro programovací jazyk GNU Guile, což je vazba na knihovnu Vigra napsanou v C++ a funguje přes vrstvu Vigra C Guile je implementací jazyka Scheme, dialektu Lisp.

Vydán programovací jazyk Racket 7.0

GNU Guile-CV 0.1.9

Guile-CV je knihovna počítačového vidění pro programovací jazyk GNU Guile, což je vazba na knihovnu Vigra napsanou v C++ a běží přes vrstvu Vigra C Guile je implementace jazyka Scheme, dialektu Lisp.

Změny od verze 0.1.8:

  • Aktualizované závislosti. Kompatibilita je nyní podporována s Vigra C od commitu a2ff675f4 a vyšší, kvůli změnám v lednu tohoto roku: argument v rozhraní vigra_nonlocalmean_c byl přejmenován, argument out-of-bound strategie byl přidán do funkce vigra_medianfilter_c.
  • Nová rozhraní: im-medián-filtr , im-medián-filtr-kanál , im-nl-means , im-nl-means-channel .
  • Opravy: v modulu (cv support latex), který používá latex-pdftoppm - nezdokumentovaný, ale velmi užitečný postup pro přípravu textu pro přidání do obrázků - volitelný argument s klíčové slovo[#:res 72] nebylo ve skutečnosti použito, to je nyní opraveno.

Vyšel ven nová verze 0.2.3 webového rámce GNU Artanis v jazyce Scheme

Framework je napsán v implementaci jazyka Scheme - Guile Scheme a je určen pro tvorbu dynamických webových stránek, webových aplikací, webových služeb a webových zdrojů.

Framework také poskytuje nástroje pro práci s databází, šablonami, relacemi, cachováním, přemapováním URL pro RESTful atd.

Samotný název Artanis pochází z rubu Sinatra, webového rámce Ruby.

Artanis je podobný webovým frameworkům, jako jsou Ruby Sinatra, Python Flask a Java Spark.

Jméno hlavního vývojáře je Nala Ginrut, opět z rubu Alana Turinga.

Guile-Ncurses 2.0

Proběhlo vydání guile-ncurses 2.0 - knihovny pro tvorbu textu uživatelská rozhraní na GNU Guile, implementaci funkčního programovacího jazyka Scheme. guile-ncurses je obal pro knihovnu Ncurses.

Vyšla GNU Guile 2.0.10

GNU Guile je vývojový projekt bezplatná implementace funkční programovací jazyk Scheme, který podporuje možnost vkládat kód do aplikací v jiných programovacích jazycích.

Vydání obsahuje 253 závazků od 11 lidí, přijatých během 11 měsíců.

Kromě mnoha oprav chyb obsahuje vydání nové funkce, jako je implementace vektorové knihovny SRFI-43 a testovacího API SRFI-64, částečná podpora nového jazykového standardu Scheme R7RS a rozšíření GDB pro ladění Guile.

Vydán překlad knihy „Lisp in Small Pieces“.

Jedná se o poměrně známou knihu Christiana Kenneka, která na příkladu na dialektu Scheme zkoumá sémantiku Lisp a základy jeho implementace. V procesu vyprávění se analyzuje mnoho aspektů sémantiky jazyka, počínaje různými variantami prostředí, přes pokračování a výjimky, konče reflexí, podstatou maker, C kompilátorem a objektovým systémem.

Kniha obsahuje 11 interpretů, 2 kompilátory, zásobník cvičení v každé kapitole, spoustu zajímavého materiálu o historii Lispu a důvodech pro určitá rozhodnutí v designu jazyka, řadu narážek na moderní jazyky programování, stejně jako malý trailer literatury navíc.

Nejsou zde žádná odhalení, neuvěřitelné efektivní optimalizace, výkonné systémy typů a dalších atributů moderní informatiky (kniha je přece 20 let stará), ale je zde výborný solidní úvod do implementace programovacích jazyků, navržený tak, aby zaujal začátečníky, seznámil je se základními pojmy a technikami této problematiky, a vytváří tak základ pro další rozvoj.

Dnes, 22. ledna 2013, proběhl nové vydáníŠiroce známým interpretem programovacího jazyka Scheme v úzkých kruzích je Scheme48, jehož vývojářem je jeden z hlavních členů Scheme Steering Committee, Jonathan Reese. Vydání má číslo 1.9 a je poměrně dlouho očekávané, protože interpret nebyl poměrně dlouho aktualizován.

Hlavní doplňky jsou:

  • přidáno nový mechanismus FFI (starý je stále dostupný, ale bude brzy smazán);
  • přidána sada funkcí pro podporu sítě (s plnou podporu IPv6 a UDP, dosud nezdokumentované);
  • záznamy nyní podporují dědičnost (dostupné prostřednictvím balíčku r6rs-records);
  • přidáno letrec*;
  • interpret nyní varuje před cyklickými závislostmi a přepisy v modulech;
  • přidán statistický profiler;
  • pokud je překladač VM zkompilován pomocí kompilátoru, který podporuje GNU C, pak se použije přímý vláknový kód, který urychlí provádění;
  • další doplňky týkající se podpory schopností R6RS, systému sestavení a licencování (viz odkaz „Podrobnosti“).

Seznam nejdůležitějších změn:

  • Vlastní garbage collector BIBOP GC byl přepracován a nyní se používá jako výchozí;
  • implementace pravidel syntaxe byla přepsána;
  • další změny týkající se systému sestavení, licencování a podpory POSIX (viz odkaz "Podrobnosti").

Byla vydána nová verze implementace jazyka Scheme - GNU Guile 2.0.7. Navzdory mírné změně čísla verze se objevilo několik zajímavých inovací, a to:

  • Plná podpora pro infixové výrazy (curly-infix-expressions). Nyní místo (* a (+ b c)) můžete psát (a * (b + c)).
  • Podporuje různé možnosti čtení pro různé porty.
  • Podpora pro vnořené budoucí direktivy.
  • Speciální syntaxe pro přidávání cest do proměnných prostředí GUILE_LOAD_PATH a GUILE_LOAD_COMPILED_PATH na konec seznamu cest, nikoli na začátek.
  • Opravena chyba ve funkci load-in-vicinity, která nekontrolovala adresáře nastavené v proměnné %load-compiled-path.
  • Opravené pořadí hledání rozšíření. Teď se Guile kvůli tomu nemění proměnná prostředí LD_LIBRARY_PATH.
  • Funkce make-vtable-vtable byla zastaralá, doporučuje se používat make-vtable and .
  • Jsou optimalizovány stejné hovory? a ekv? pro případy, kdy jeden z argumentů je konstanta.
  • Nová varování kompilátoru -Wduplicate-case-datum a -Wbad-case-datum.
  • Četné drobné vylepšení a opravy chyb.

GNU Guix - nový manažer balíčky od týmu GNU

Ludovic Courtès, jeden z přispěvatelů projektu GNU, oznámil vydání první alfa verze nového správce balíčků pro všechny distribuce GNU/Linux - GNU Guix, založeného na správci balíčků Nix.

Kromě standardní funkce instalace, odinstalace a aktualizace softwaru GNU Guix bude podporovat transakční aktualizace s možností vrácení zpět předchozí verze, práce bez root oprávnění, obsahovat samostatné profily nastavení pro každého uživatele a zahrnují garbage collector (pro sledování a ignorování irelevantních balíčků). Ale nejvíc hlavní rys GNU Guix je navržen ve funkčním jazyce zvaném Scheme.

Získat zdrojové texty možné prostřednictvím úložiště Git.

Byla představena verze 5.2 programovacího jazyka Racket (dříve PLT Scheme).

Novinka v této verzi:

  • Nová knihovna `db' poskytuje rozhraní na vysoké úrovni pro populární RDBMS: MySQL, SQLite, PostgreSQL a další prostřednictvím ODBC.
  • Poskytování nové kolekce XREPL pomocné příkazy pro smyčku Racket read-execute-print (REPL). Bude to užitečné pro lidi, kteří používají konzolovou verzi Racket a alternativní editory.
  • Kolekce 'plot' byla přepsána v Racket, aby podporovala výstup PDF, logaritmické osy, histogramy a další.
  • DrRacket používá tradiční klávesové zkratky: C-t vytváří nová karta, C-w zavře záložku, C-r provede definice.
  • Typovaná raketa:
    • Typed Racket poskytuje nástroje pro ladění statického výkonu: ukazuje, který kód bude optimalizován a který ne.
    • Intuitivnější typy ve výstupu REPL a chybových zprávách.
    • Podporuje definování funkcí s volitelnými argumenty pomocí stejné syntaxe jako Racket.
  • Opraveno několik problémů s grafické rozhraní, včetně Ubuntu 11.10 (GTK+3) a 64bitového Mac OS X.
  • Interní definice nyní mají sémantiku `let*', pokud neobsahují zpětné odkazy, tím se eliminuje ztráta produktivity při používání vnitřní definice místo `let' a mění význam programů, které zachycují pokračování v interních definicích. Použití interních definic je nyní považováno za preferovaný styl.

Tento standard je relativně malou revizí standardu R5RS, přidává nejoblíbenější jazykové funkce, ale snaží se zachovat obecná struktura beze změny. V duchu předchozích standardů je mnoho situací ponecháno autorům implementací jazyka Scheme a ponechávají prostor pro experimentování s vlastními rozšířeními.

Jaký jazyk si vybrat pro výuku programování?Neměli byste se začít učit programování někde uprostřed.

Nejprve musíte trénovat svůj mozek, schopnost vytvářet algoritmy a popisovat je, znát možnosti konkrétního jazyka. Na tuzemských školách a univerzitách obvykle studují programování Základní příklad nebo Pascal. Až dosud je Pascal považován za jednoho z nich nejlepší jazyky pro trénink je to přísná řeč se statickým psaním, která umožňuje bez zbytečné problémy procvičit principy procedurálního a objektově orientovaného programování. Ale po seznámení se vzdělávacími materiály předních Západní univerzity(Berkeley, Stanford, MIT), souhlasím s tím, že by bylo dobré začít se učit s jedním z funkčních jazyků.

Vlastně docela zvláštní, ale funkční paradigma domácím školstvím tvrdošíjně ignorován. K překlenutí této mezery bych rád hovořil o programovacím jazyce Scheme.

Scheme je velmi jednoduchý programovací jazyk. Je docela možné se to naučit za jeden den, ale tato jednoduchost klame. Schéma je obojí velmi mocný jazyk. Existuje obrovské množství implementací.

Certifikační programy jsou uloženy v souborech *.scm, nebo můžete použít interaktivní režim interpret, podobný Pythonu.

Konstanty a proměnné

Začněme se učit základní struktury Scheme. Nejprve si definujme konstanty:

123 – celé číslo

3,1415926 - zlomkové číslo

2 + 3i - komplexní číslo

2/3 - zlomek

#B1111 - binární číslo

#xFF - hexadecimální článek

#O123 - osmičkové číslo

#\A - jeden znak

"Ahoj Světe!" - Řetězec znaků

"Ahoj - symbol."

#f - logická hodnota

Konstanty lze ovládat pomocí operátorů nebo funkcí. Koneckonců, Scheme je funkční jazyk, a proto má všechny funkce.

V matematice znáte formu zápisu funkcí f (x) nebo t (a, b). Ale totéž lze napsat ve tvaru (f x) nebo (t a b). Toto je přesně forma nahrávání, kterou Scheme používá. Ne jako aritmetický výraz, které se píší ve tvaru například 2 + 3 a v předponě - (+ 2 3).

Například:

klam> (+ (* 3 4) (/ 5 2))

29/2

klam> (+ 1 1 1 1 1)

lst> (/2)

podvod> (sqrt 2)

1.4142135623731

Chcete-li deklarovat proměnné, použijte konstrukci (definujte název hodnoty)

podvod> (definujte 2)

lst> (definujte b 2)

lst> (+ a b)

Hodnotu již existující proměnné lze změnit pomocí konstruktu (set! name value)

lst> (set! a 5)

lstivost>a

Funkce jsou deklarovány pomocí konstruktu (definovat (název parametru) typ_funkce)

podvod> (definovat (čtverec x) (* x x))

lst> (čtverec 3)

Abych demonstroval rekurzi, uvedu příklad výpočtu faktoriálu:

(Definovat (fakt x)

(Pokud (= x 1)

(* X (skutečnost (- x 1)))))

Jak jste již pochopili, stav lze zkontrolovat pomocí konstrukce (pokud je stav jakýmkoli způsobem)

Aniž bych zacházel do podrobností, upozorním na hlavní funkce

(Zobrazení "Hello, World!") - Zobrazení řetězce

(Nový řádek) - přechod na nový řádek

Pro práci s datovými sadami je vhodné používat seznamy

guile> (definovat nums (seznam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)) - deklarovat seznam

guile> (list-ref nums 0) - čtení prvku s číslem 0

guile> (čísla vozu) - přečtěte si první prvek

guile> (cdr nums) - přečtěte si všechny ostatní prvky

(2 3 4 5 6 7 8 9 10)

Všechny prvky seznamu můžete zpracovat najednou

generovat nový seznam aplikací funkce pro každý prvek

lstivost> (čísla na mapě)

(1 4 9 16 25 36 49 64 81 100)

guile> (mapa (lambda (x) (* x 3)) nums)

(3 6 9 12 15 18 21 24 27 30)

Konstrukce lambda vám umožňuje deklarovat funkce podle potřeby, aniž byste jim dávali jména. Pokud programujete v Pythonu, tyto konstrukce již znáte.

Ve skutečnosti Scheme nemá smyčky jako imperativní jazyky. Zde se pro stejné účely používá rekurze. Zobrazme si například obsah seznamu ve sloupci

(Definovat (tisk-list lst)

(Pokud (ne (null? Lst))

(Začít (zobrazit (auto lst))

(nový řádek)

(Print-list (cdr lst)))))

Konstrukce (begin ...) se používá, pokud potřebujete vložit několik operátorů, kde syntaxe umožňuje pouze jeden.

Následující konstrukce umožňuje simulovat smyčku for známou z jiných programovacích jazyků:

(Nechte smyčku ((i 1))

(Zobrazení i)

(nový řádek)

(Pokud (<= i 10) (loop (+ i 1))))

Konstrukce let se používá, když potřebujete deklarovat lokální proměnné ve výrazu nebo když potřebujete deklarovat vnořenou funkci. Tímto způsobem lze implementovat téměř všechny možné možnosti cyklu. Samozřejmě si vždy můžete vytvořit vlastní funkci pro zkrácení zápisu, protože funkce lze předávat jako parametry jiným funkcím, stejně jako jednoduchá data. Obecně vám Scheme umožňuje upravit jazyk podle vašich představ. Úžasně flexibilní jazyk.

Můžete například uvést implementaci funkce pro výpočet určitého integrálu

(Definovat (func x)

(Definujte (integrujte a b e f)

(definujte součet 0)

(Nechte smyčku ((i a))

(Pokud (

(Nastavit! Součet (+ součet (* (f i) e)))

(Smyčka (+ i e)))))

Součet)

(Zobrazení (integrace 0 1 0,01 func))

(nový řádek)

Oficiální webové stránky Guile

Schemers.org

Videonahrávky přednášek kurzu The Structure and Interpretation of Computer Programs na Berkeley University

Obecně, protože Scheme je akademický jazyk, je o něm mnoho informací. Znalost tohoto jazyka vám zároveň umožní nejen nový pohled na různé konstrukce v jiných jazycích (jako je například Python).

Ken Dickey (překlad Alexey Desyatnik)

Alternativní pohled na svět

Každý programovací jazyk představuje určitý světonázor z hlediska toho, co umožňuje (nebo neumožňuje) používat. Tato série článků popisuje světonázor programovacího jazyka Schema („Schematic Worldview“). Tento světonázor obsahuje mnoho moderních programovacích prvků: podporu různých programovacích paradigmat, snadno kombinovatelné, opakovaně použitelné abstrakce, možnost vytvořit jazyk „šitý na míru“ konkrétní aplikaci, jasné rozlišení mezi přenosnými a nepřenosnými částmi programu, škálovatelnost, od jednotlivých utilit až po nejserióznější softwarové systémy.

Schéma začalo jako experiment ve vývoji programovacího jazyka k testování některých základních principů v teorii vývoje programu. Nyní se mu dostává přízně mnoha slavných univerzit (jako je MIT – Massachusetts Institute of Technology) jako první studovaný programovací jazyk. Kromě toho je obvod používán v průmyslu společnostmi jako DEC, Texas Instruments, Tektronix, Hewlett Packard a Sun.

Co je to schéma?

Schema je malý, extrémně čistý jazyk, který (to je nejdůležitější!) je radost používat. Schéma bylo navrženo tak, aby malý počet univerzálních konstrukcí mohl být snadno použit v různých programovacích stylech: funkcionální, objektově orientovaný a imperativní. Jazyková norma zabírá pouze asi 50 (!) stran včetně formální definice sémantiky. Schéma je založeno na formálním modelu výpočtu lambda, takže je plné funkcí, které jsou vhodné pro teoretiky; díky tomu je poměrně snadné vytvářet inteligentní nástroje pro vývoj softwaru.

Schéma má mechanismus lexikálního rozsahu, jednotná pravidla výpočtu a jednotné chápání datových typů. Schéma nemá žádnou koncepci ukazatele, neinicializovaných proměnných, speciálních smyčkových konstrukcí nebo jemně zrnitého řízení úložiště.

Jak vypadá schéma? No, vypadá to hodně jako Lisp. Nenechte se tím vyděsit: vzhled schématu lze změnit (a v budoucnu to uděláme). To, na čem opravdu záleží, jsou koncepty za Blueprintem a jak je můžete použít. Pojďme tedy porovnat schéma a nějaký „klasický“ programovací jazyk – řekněme C. Možná již víte, že schéma používá předponu, na rozdíl od infixové notace C:

Systém

Si

(+ 2 3 4)

(2 + 3 + 4)

(< low x high)

((nízký< x) && (x < high))

(+ (* 2 3) (* 4 5))

((2 * 3) + (4 * 5))

(f x y)

f(x, y)

(definujte (čtverec x) (* x x))

int čtverec (int x)

vrátit (x * x)

Ve schématu jsou všechny datové typy ekvivalentní. Cokoli, co lze provést s jedním datovým typem, lze provést se všemi ostatními. To je v příkrém rozporu s většinou programovacích jazyků, které mají speciální operace pro některé datové typy a konkrétně omezují použití některých jiných datových typů. Ve většině jazyků mají například čísla zvláštní práva: lze je používat, aniž by jim bylo pojmenováno (představte si například, že v BASICu muselo být každé číslo před použitím pojmenováno!). Funkce jsou naopak omezené: musí mít jméno.

Ve schématu jsou nepojmenované funkce vytvořeny pomocí klíčového slova lambda:

(jehněčí a(x)(* x x)); výsledkem je funkce!

(definujte sq(lambda(x)(*xx))

(sq 9);

27

((lambda (x) (* x x)) 9);

27

((if (foo? x) * +) 2 3 4) ; pokud (foo? x) je pravda,

; pak (* 2 3 4),

; jinak (+ 2 3 4)(definovat (vytvořit-přidat x) (lambda (y) (+ x y))

(definujte add3 (curried-add 3)) ; přidat3

- funkce

(přidat 3 7);

10

((curried-add 3) 7) ;

10

Nejdůležitější:

Proměnná může obsahovat hodnotu libovolného typu;

Jména označují významy; jména jsou nepovinná; ( Výraz – jeden nebo více tvarů v závorkách; ( Chcete-li vyhodnotit výraz, musíte nejprve vyhodnotit hodnoty všech formulářů v závorkách a poté použít hodnotu prvního formuláře na všechny ostatní; vnořené výrazy jsou také považovány za formy;) (+ Komentář začíná středníkem (;) a pokračuje do konce řádku;Chcete-li vyhodnotit výraz, musíte nejprve vyhodnotit hodnoty všech formulářů v závorkách a poté použít hodnotu prvního formuláře na všechny ostatní; vnořené výrazy jsou také považovány za formy;)) 7) ).

( Když je funkce vyhodnocena, "pamatuje si" stav "prostředí", ve kterém byla vytvořena (takže sečtení 3 si pamatuje, že X se rovnalo třem v době, kdy byla vytvořena, tj. v době, kdy byl výraz vyhodnocen ( lambdaKomentář začíná středníkem (;) a pokračuje do konce řádku;) (* Komentář začíná středníkem (;) a pokračuje do konce řádku;Komentář začíná středníkem (;) a pokračuje do konce řádku;)) y

x

definovat

sq je jen další forma psaní výrazu

(definujte sq(lambda(x)(*xx)) Existuje sedm možných typů výrazů:Konstanty:"foo#\Z3"řetězec"- Variabilní reference:- foo@#$!+-*/%<>

joe ( Výraz – jeden nebo více tvarů v závorkách; ( A) (* AAA))

dlouho ( jméno 37)

Vytvoření funkce: z< x 3) sqrt modulo)

Postup aplikace: ( krychle! Komentář začíná středníkem (;) a pokračuje do konce řádku; 5)

Stav: ( (pokud ( ( Přiřazení hodnoty:Komentář začíná středníkem (;) a pokračuje do konce řádku;) ( Přiřazení hodnoty:Chcete-li vyhodnotit výraz, musíte nejprve vyhodnotit hodnoty všech formulářů v závorkách a poté použít hodnotu prvního formuláře na všechny ostatní; vnořené výrazy jsou také považovány za formy;) ( soubor))

Následná sekvence: začít napsat

nový řádek

(Tento seznam samozřejmě nezahrnuje všechny možnosti

výrazy) Schéma má obvyklou sadu datových typů:

Písmena (znak): #\a #\A \#mezera #\nový řádekKomentář začíná středníkem (;) a pokračuje do konce řádku; 5)

Řetězce: "řádek textu"

Pole (vektory): #(1 2 “řádek” #\

seznamy:

(trochu (seznam) (seznamů)) # čísla: # 47 1/3 2,3 4,3e14 1+3i

Porty (jako jsou otevřené soubory nebo síťová připojení)

Symboly (symbol, obvykle používaný k označení proměnných): tento- je- "foo#\Z3"řetězec"- symbolExistuje sedm možných typů výrazů:"foo#\Z3"řetězec"32 > adfasf23@#$%!<

(přidat 3 7);

Vektor se může skládat z libovolných datových objektů;

Symbol může obsahovat písmena anglické abecedy, čísla a písmena + - . * / < = > ! ? : $ % _& ~ ^

Symboly nerozlišují velká a malá písmena (tj. SYMBOL a SyMboL jsou totožné)

Symboly se používají k reprezentaci proměnných (ale nejen to!)

Podle konvence (jen pro pohodlí) končí predikáty (výrazy pro kontrolu hodnoty) otazníkem a „nebezpečné“ funkce (změna hodnoty proměnné) končí vykřičníkem.

Čísla jsou ve schématu obzvláště zajímavá: každé celé číslo je zlomek (racionální), zlomek je reálné číslo (reálné) a reálné číslo je komplexní (komplexní). Čísla jsou klasifikována na základě přesnosti (přesná nebo přibližná - přesná / nepřesná):

(přesně? 3); #t

(přesně? 1/3); #t

(přesně? 2,3##); #F

(+ 2/3 1/2 5/6); 2

(celé číslo? 2); #t

(celé číslo? 3/7); #F

(skutečný? 2); #t

Filosofie schématu

Jednou z příjemných vlastností schématu, která zpočátku mnoho lidí mate, je absence omezení. Schéma je velmi expresivní: programátor může v tomto jazyce „vyslovit“ jednu myšlenku (akci) zcela odlišnými způsoby. Ve schématu má programátor svobodu – a odpovědnost – „říkat“ přesně tak, jak chce. V mnoha jiných programovacích jazycích musíte někdy hledat nějaké „prostupné řešení“, abyste z nich získali to, co potřebujete, ale ve schématu to prostě není nutné.

Abychom se zahřáli, sestavme párovou datovou strukturu. Pár se skládá ze dvou prvků získaných pomocí přístupových funkcí FIRST a SECOND (FIRST a SECOND). Funkce párování se bude nazývat PAIR. Musí být splněny následující vztahy: ( první ( pár 1 2)) rovná se 1, ( druhý ( pár 1 2)) rovná se 2. Pro ty, kteří Lisp znají, to není nic neobvyklého. Kolika různými způsoby však můžeme toto trio implementovat: PÁR, PRVNÍ, DRUHÝ?

; 1. Vektor

; je to možné a jednoduché (definujte vektor PAIR) , ale stylově je to lepší

(definujte (PÁR a b) (vektor a b))

(definovat (FIRSTaPair) (vector-ref aPair 0))

(definujte (SECOND aPair) (vector-ref aPair 1))

; 2. Funkce výběru

; Nezapomeňte na lexikální rozsah:

; každá funkce vytvořená funkcí PAIR si zapamatuje

; hodnoty a a b v době stvoření

(definujte (PÁR a b) (lambda (bool) (pokud bool a b)))

(definovat (FIRSTaPair) (aPair #t))

(definujte (SECOND aPair) (aPair #f))

; 3. Zprávy

(definovat(PÁROVÁ(a b)

(lambda (zpráva)

(případová zpráva; případová konstrukce pro každou hodnotu msg

; vystupuje přivlastnit si akce

((první) a ); pokud je zpráva symbolem první,

; vrátit a

((druhý) b))))

; Apostrof (‘) před symbolem brání výpočtu jeho hodnoty

; (bez něj by došlo k chybě „chybějící proměnná“)

(definovat (FIRSTaPair) (aPair ‘první))

(definovat (SECOND aPair) (aPair ‘druhý))

; 4. Aliasy: Ve schématu již existuje datový typ „pár“!

(definujte PAIRcons)

(definujte FIRSTcar)

(definujte DRUHÉ cdr)

; 5. Lambda funkce (předávání funkcí jako parametrů ostatním

; funkce)

(definujte (PÁR a b) (lambda (proc) (proc a b)))

(definovat (FIRSTaPair) (aPair (lambda (x y) x)))

(definujte (SECOND aPair) (aPair (lambda (x y) y)))

Pointa všeho výše uvedeného: i ty nejjednodušší věci se dají dělat úplně jinak.

Když už jsme rozehřátí, pojďme se podívat na starý dobrý faktoriál (připomenutí: faktoriál je součin všech celých čísel od 1 do daného čísla).

Nejprve rekurzivní definice:

(definovat (fakt n)

z< n 2)

(*n(fakt(-n1)))

Když jsem se (Ken Dickey) poprvé naučil takové rekurzivní definice, nejtěžší bylo pochopit, jak je skrytý stav funkce uložen v zásobníku. Malá transformace kódu zviditelní zásobník.

; funkce identity jen vrací svůj argument

(definujte (hodnotu identity) hodnotu)

; uložit formu funkce skutečnost

; (nyní pouze volá funkci cfact)

(definovat (fakt n) (cfact n identitu))

; A funkce cfact – vypočítá faktoriál

(definovat (cfact n k)

(pokud (< n 2)

(k 1)

(cfact(-n 1)

(lambda (výsledek) (k (* n výsledek))))))

Funkce cfact je verzí funkce fact, která používá pokračování. Místo vracení výsledku pokaždé funkce obdrží další argument, „pokračování“, který je volán s výsledkem výpočtů funkce.

Uvidíme, jak se hovor promění ( skutečnost 3) :

(fakt 3) se stává (identita cfact 3)

(identita cfact 3) se stává

(cfact 2

(lambda (výsledek)

(identita (* 3 výsledek)))) ; k'

To se zase přemění na

(fakt 1

(lambda (výsledek’) ;; k’’

((lambda (výsledek)

(identita (* 3 výsledek))) ; funkce k"

(* 2 výsledek ')); argument prošel k"

((lambda (výsledek’) ;; k’’

((lambda (výsledek)

(identita (* 3 výsledky))) (* 2 výsledky’))

) 1)

((lambda (výsledek) (identita (* 3 výsledky))) (* 2 1))

(identita (* 3 (* 2 1)))

(* 3 (* 2 1))

-> 6

To není příklad toho, jak strašně složité věci lze snadno vyrobit z jednoduchých věcí. Proč jsme to udělali? Jde o to, že můžeme ovládat to, co se na zásobníku obvykle skrývá. To vám umožní dělat zajímavé věci. Jedno „pokračování“ můžeme ignorovat a místo něj použít jiné. Můžeme ovládat například dlouhodobé výpočty. Pokud budou trvat déle, než se očekávalo, můžeme uložit naše pokračování („kde jsme teď“) a zkusit jiný přístup k řešení problému. Pokud je nová možnost ještě horší, můžeme se vrátit k uloženému „pokračování“ a pokračovat ve výpočtech. Své pokusy o lepší výkon si samozřejmě můžeme uložit pro případ, že by to skutečně dopadlo lépe...

Použití „pokračování“ vám tedy umožňuje budovat velmi zajímavé, flexibilní řídicí struktury. Podívejme se nyní na faktoriál z druhé strany. Každé rekurzivní volání jednoduše posune další faktor do zásobníku. Ale nesmíme použít zásobník, pokud zavedeme další proměnnou „akumulátor“. Samozřejmě před zahájením výpočtů musí být akumulátor roven 1 (protože x *1 = x ).

(definovat (fakt n)

; definujte funkci pro výpočet faktoriálu s akumulátorem

(definovat (cfact _n acc)

(pokud (< _n 2)

(cfact (- _n 1) (* _n acc))

; zavolejte tuto funkci s akumulátorem rovným 1

(cfact n 1)

Na povrchu se tato funkce jeví jako rekurzivní. To však není pravda. Schéma má koncept „ocasní rekurze“, díky čemuž jsou běžné smyčky zbytečné. Každá funkce, která se volá v pozici „ocasu“ (tedy jako poslední akce), je jen smyčka.

Takže jsme převedli rekurzivní funkci na iterativní, cyklickou funkci. Existuje formální (teoreticky „správný“) způsob, jak toho dosáhnout; ale jedna pěkná vlastnost schématu je, že tyto transformace jsou jednoduché a intuitivní. Správně fungující programy lze psát rychle, i když mohou být zpočátku pomalé a náročné na paměť. Po odladění algoritmu je snadné je transformovat na mnohem efektivnější - a také správně fungovat! Konverze programů se pro zkušeného programátora Scheme stává druhou přirozeností.

Toto schéma má oproti jiným jazykům několik důležitých výhod. Jeho elegantně jednoduchá, jednotná struktura a triviální syntaxe se vyhýbají různým „zvláštním případům“. Jeho expresivita vám umožňuje vyhnout se plýtvání časem hledáním řešení: programátor se může soustředit na co Co musí to udělat, ale ne na to Jak udělej to. Schéma podporuje několik programovacích stylů, včetně aktuálně módního objektově orientovaného stylu, takže se programátor nemusí schématu přizpůsobovat; umí používat styl nebo způsob řešení problémů, na který je zvyklý. Formálnost schématu značně usnadňuje prokazování správnosti programů. Výkonné nástroje pro abstrakci umožňují oddělit části programu, které lze znovu použít, od částí, které jsou přizpůsobeny konkrétnímu problému/jazykové implementaci/operačnímu systému. Snadné kombinování různých funkcí a vytváření nových návrhů na jejich základě umožňuje vytvářet celé knihovny dobře vyladěných, univerzálních komponent.

Jinými slovy, pokud chcete psát složité, správné programy, ale nechcete nad tím strávit roky, Scheme je to, co potřebujete k úspěchu!

Krátký seznam nejznámějších implementací schématu.

Chez Scheme a MacScheme jsou jedny z nejlepších komerčních implementací; existuje však mnoho bezplatných interpretů a kompilátorů schémat pro vzdělávací účely i seriózní práci.

Jedním z nejlepších systémů pro Windows a Linux je MzScheme a na jeho základě postavený MrEd (systém pro tvorbu přenosného grafického uživatelského rozhraní) a DrScheme (možná nejpohodlnější existující vývojové prostředí programů).

Každý programovací jazyk má svůj vlastní účel. Některé jsou skvělé pro web, jiné pro desktopové aplikace, další potřebují Data Science a existují jazyky, které jsou ideální pro začátek s programováním. O Logo a Scratch jsme již mluvili, je čas přejít na vyšší úroveň vzdělávání a představit vám Scheme.

Stručné informace

Na konci 60. let 20. století začali vědci z MIT Guy Steele a Gerald Sussman vyvíjet další dialekt jazyka Lisp. Chtěli pouze jeho omezení, včetně složitosti syntaxe a neúplně vyvinutých funkčních programovacích algoritmů.

Výsledkem bylo, že vědci publikovali celou sérii poznámek publikovaných do roku 1980, které popisovaly myšlenky výpočtů lambda, rekurze ocasu a iterativního přístupu. Později byly nazývány Lambda Papers a staly se jedním z katalyzátorů pro spuštění funkčního programování pro masy.

Na základě popsaných konceptů se objevil jazyk Scheme, který s drobnými úpravami přežil dodnes.

Syntax

Než se podíváme na syntaxi, doporučuji přečíst si Scheme Wikibook. Jednoduše a na konkrétních příkladech ukazuje, jak vypadají funkce, struktury a samotný kód. S Wikiknihou se nestanete mistrem schémat, ale to pravděpodobně nebude nutné.

    Závorky. Musí v nich být obsažen jakýkoli úplný výraz. To odstrašuje ty, kteří kód vidí poprvé, ale následně to v praxi nezpůsobuje potíže.

    Žádné další servisní znaky. Dost se závorkami. Středník mimochodem odděluje komentáře od kódu.

    Výstavba konstrukcí typu „akce-objekt“. V programovacím jazyce to vypadá neobvykle, ale když je přeloženo do přirozeného jazyka, je to docela pochopitelné.

Jinak se z hlediska syntaxe jedná o klasický zjednodušený programovací jazyk. Podívejte se na jednoduchý příklad faktoriálového výpočtu:

(definovat (faktor n)
(pokud (= n 0)
1
(*n(faktoriální(-n1)))))

Jak je vidět, kromě pořadí nahrávání a velkého množství závorek nejde o nic neobvyklého.

Kde se používá?

Schéma se studuje na amerických školách a univerzitách. S jeho pomocí si studenti osvojí základy procedurálního i funkcionálního programování. S žádným jiným základním jazykem tento trik nezvládnete.

Ale v životě po studiu nemá schéma konkrétní oblast použití. Zpravidla se jedná o pokračování studentských projektů, malé kousky kódu a zkušební verze. Důvodů jeho neoblíbenosti je několik:

  • velké množství kódu;
  • potíže s laděním a hledáním chyb;
  • nedostatek funkčních výhod ve srovnání s Common Lisp, Haskell, Clojure atd.

Obecně je vydělávání peněz pomocí jazyka Scheme velmi problematické.

Pro ty, kteří chtějí znalosti aplikovat v praxi, jsou však vyvinuti tlumočníci: Racket a Bigloo. Rozšiřují standardní možnosti Scheme, včetně syntaxe, a také otevírají nové funkce: vizualizace, práce s maticemi a poli, přímá interakce s jinými jazyky.

Vyhlídky

Navzdory tomu, že se Scheme ocitlo pouze ve školství, je zařazeno do první padesátky hodnocení TIOBE. Existuje však negativní trend – jazyk ztrácí každý rok 0,05 % popularity. Je to dáno vznikem konkurentů, kteří jsou vhodní pro funkcionální programování, mají více možností uplatnění v životě a přitom jsou jednoduché.

Je tedy velká pravděpodobnost, že za 5-10 let jazyk zmizí z radaru a na jeho místo nastoupí nějaký Scratch. Ale než se tak stane, věnme pár minut svého života seznámení se Scheme. Se svou 47letou historií si to zaslouží.

Zavedení

Při vývoji Scheme byl kladen důraz na eleganci a jednoduchost jazyka. Filozofie jazyka je důrazně minimalistická. Jeho cílem není házet do jednoho pytle různé užitečné konstrukty a nástroje, ale naopak odstraňovat slabiny a omezení, která vyžadují přidávání nových funkcí do jazyka. Výsledkem je, že Scheme obsahuje minimum primitivních konstrukcí a umožňuje vám vyjádřit cokoli chcete tím, že na nich budete stavět. Jako příklad můžeme poukázat na to, že jazyk používá 2 mechanismy pro organizaci smyček:

  1. "zbytková" nebo "ocasní" rekurze rekurze ocasu)
  2. iterativní přístup (který používá dočasné proměnné k uložení mezivýsledku).

Scheme byl prvním dialektem Lisp, který používal výhradně statické (spíše než dynamické) variabilní škálování, zajišťoval optimalizaci rekurze ocasu a podporoval booleovské datové typy (#t a #f místo tradičně trapných T a NIL). Byl to také jeden z prvních jazyků, který byl přímo podporován pokračování(Angličtina) pokračování). Od specifikace R^5RS získal jazyk výjimečně výkonný a pohodlný způsob psaní maker založených na syntaktických transformačních vzorcích „hygienickým“ způsobem. hygienické_makro). Schéma také implementuje „sběr odpadu“. sběr odpadků), tedy automatické uvolnění paměti z objektů, které se již nepoužívají.

Jazyk používá seznamy a jednorozměrná pole („vektory“) jako základní datové struktury. V souladu s deklarovaným minimalismem (zatím) neexistuje standardní syntaxe pro podporu struktur s pojmenovanými poli, stejně jako OOP nástroje - to vše si může programátor implementovat podle své preference, i když většina jazykových implementací nabízí již hotové mechanismy .

Pro zajímavost lze uvést, že původní název jazyka Schemer byl změněn na současný z důvodu tehdejšího omezení délky názvů souborů v ITS.

Příklady

Jednoduché matematické operace

(+ 2 (* 2 2 ) ) (+ 1 2 3 4 )

Každé volání operace (nebo funkce) je reprezentováno jako seznam, ve kterém symbol operace (což je v podstatě název funkce) vždy zaujímá počáteční pozici.

Typové predikáty

(číslo? 5 ) (číslo? "foo" ) (řetězec ? "foo" )

Podle konvence končí jména všech predikátů symbolem? .

Kontroly rovnosti

(rov.? "foo" "bar" ) (rov.? 5 (+ 2 3) ) (rov.? (rov.? 2 3) (rov.? 3 4) )

Definování maker pro tradiční operace push/pop

(define-syntax push! (syntax-rules () ((push! x l ) (set! l (cons x l) ) ) ) (define-syntax pop! (syntax-rules () ((pop! l ) (let ( (x (auto l ) ) ) (set! l (cdr l ) ) x) ) ) )

Definování funkcí

;; faktoriál v (neefektivním) rekurzivním stylu(definujte (skutečnost x) (pokud (< x 3 ) x (* (fact (- x 1 ) ) x) ) ) ;; Fibonacciho funkce – vyžaduje dvojitou rekurzi(definujte (fib n) (podmínka ((= n 0 ) 0 ) ((= n 1 ) 1 ) (jinak (+ (fib (- n 1 ) ) (fib (- n 2) ) ) ) ) ;; součet prvků seznamu v typickém stylu Scheme ;; (pomocná funkce smyčky vyjadřuje smyčku pomocí ;; ocasní rekurze a proměnná akumulátoru)(definujte (součet-seznam x) (nechte smyčku ((x x) (n 0) ) (if (null? x) n (smyčku (cdr x) (+ (auto x) n) ) ) ) ) (fakt 14) (fib 10 ) (součet "(6 6 6 100) ) (součet (mapa fib "(1 2 3 4)))

Definice funkce musí odpovídat následujícímu prototypu:

(definujte název_funkce (lambda (seznam_argumentů) (implementace_funkce) ) ,

i když v praxi se častěji používá zkrácená forma:

(definovat (argumenty název_funkce) (implementace_funkce) ) .

I/O

(zapsat (+ (číst) (číst)))

Odkazy

Odkazy v ruském jazyce

Anglické odkazy

Učebnice v angličtině

  • Video přednášky „Struktura a interpretace počítačových programů“, Harold Abelson a Gerald Jay Sussman
  • The Scheme Programming Language, R. Kent Dybvig

Nadace Wikimedia.

2010.

    Podívejte se, co je "Schéma (programovací jazyk)" v jiných slovnících:




Nahoru