Язык программирования Scheme (Схема). Язык программирования Scheme

Scheme, также известный под именем Lisp (не путать с Common Lisp) — это современный алгоритмический язык программирования, знаменитый своей ориентацией на функциональную парадигму программирования, однако ей себя не ограничивающий.

Семейство Lisp - второе по длительности применения семейство языков (после Фортрана), основанное Джоном Маккарти в качестве инструмента написания искусственного интеллекта. Одним из активных участников разработки специализированных компьютеров для интерпретации Lisp был Ричард Столлман, впоследствии основатель Фонда Свободного Программного Обеспечения. Как следствие, одним из основных инструментов при разработке на Scheme является Emacs (+Geiser, Scheme-Complete, company-mode). Предполагается, что в какой-то момент Scheme будет внутренним языком Emacs, вместо Emacs Lisp. (Уже сейчас можно посмотреть на EdWin.)

Scheme — это Lisp, ориентированный на лёгкость портирования, функциональный подход и внедрение лучших практик теории языков программирования.

Scheme развивается двумя путями. Индивидуальные расширения формулируются согласно процессу, сходному с RFC, и называются SRFI, (Scheme Request For Implementation). В отведённые сроки выходят объединённые редакции «стандартного отчёта», формулирующие, что из себя представляет scheme «в целом». Последним завершённым изданием является Revised 7 Report on Algorithmic Language Scheme (small language), а последним экспериментальным изданием является R7RS-large Red Edition. Предполагается, что до выхода окончательной редакции R7RS-large выйдет семь или восемь промежуточных редакций, и в данный момент рассматриваются редакция 2 (Tangerine), ставящая своей целью формализовать структуры данных, коллекции и numerics и редакция 3, нацеленная на новые фичи.

Заинтересованным специалистам предлагается изучить дискуссионный материал и проголосовать согласно собственному видению вопроса, представившись перед этим заранее в [email protected]

• Строковая библиотека
• Ассоциативные массивы
• Регулярные выражения
• Генераторы/Аккумуляторы
• Целочисленные операции
• Битовые операции
• Математические операции с fixpoint
• Математические операции с floating point
• Битовые вектора
• Гомогенные вектора
• Форматирование
• Большие числа
• Дроби
• Точные числа

Вопросы, которые предлагается рассмотреть в третьем издании:

• Случайные числа
• Простые числа
• Целочисленные множества
• Дискрептивная статистика
• Диапазоны
• Битовые вектора
• Байтовые строки
• Перечисления
• Комбинаторика и перестановки

Anonymous (28.11.2018 23:36:26)

MIT/GNU Scheme - это реализация языка программирования Scheme, предоставляющая интерпретатор, компилятор, отладчик исходного кода, встроенный Emacs-образный редактор и большую библиотеку времени выполнения. MIT/GNU Scheme заточен под программирование больших приложений с быстрым циклом разработки.

Изменения:

• Сборки для Windows больше не распространяются, поскольку существовавшие 32-разрядные сборки малопригодны для современных систем, а для достижения работоспособности 64-разрядной нужны немалые усилия, в которых никто из текущих сопроводителей не заинтересован.
• Для macOS теперь выпускаются только 64-разрядные сборки, поскольку в применяемом в последних выпусках инструментарии поддержка 32-разрядной сборки объявлена устаревшей.
• Переносимая версия для C не включена в этот выпуск, поскольку её не удалось вовремя починить.
• На следующий выпуск запланировано кучу мелких улучшений; первоочерёдными задачами этого выпуска являются нововведения.

Важные нововведения:

Ещё изменения:

• начальная поддержка SMP;
• уведомления сборщика мусора;
• события нитей;
• многие другие мелкие нововведения и исправления.

Несовместимые изменения:

Экспериментальные новые возможности:

• Тип URI имеет новый синтаксис: #<...> . И читатели, и писатели работают с этим синтаксисом.

GNU Guile 2.9.1 (beta)

Guile - это реализация языка программирования Scheme от GNU, поддерживающая многие SRFI, реализующая стандарт R5RS, предоставляющая модульную систему, полный доступ к системным вызовам POSIX, поддержку сети, нитей, динамического связывания, вызовов внешних функций и мощную обработку строк. Guile может интерпретировать код интерактивно, компилировать его в байткод виртуальной машины и даже подключаться библиотекой в качестве встроенного в приложение интерпретатора.

2.9.1 - первый beta-выпуск готовящейся к стабильному выпуску 3.0 ветки. По сравнению с текущей стабильной веткой (2.2.x), в ней добавлена JIT-компиляция, ускоряющая все Guile-программы до 4-х раз. В этом выпуске JIT поддерживается только на x86-64; в будущих выпусках планируется поддержка всех платформ, поддерживаемых GNU lightning.

GNU Guile-CV 0.2.0

Guile-CV - это библиотека компьютерного зрения для языка программирования GNU Guile, являющаяся привязкой к библиотеке Vigra, написанной на C++, и работающая через прослойку Vigra C. Guile - реализация языка Scheme, диалекта Lisp.

Вышел язык программирования Racket 7.0

GNU Guile-CV 0.1.9

Guile-CV - это библиотека компьютерного зрения для языка программирования GNU Guile, являющаяся привязкой к библиотеке Vigra, написанной на C++, и работающая через прослойку Vigra C. Guile - реализация языка Scheme, диалекта Lisp.

Изменения с версии 0.1.8:

• Обновлены зависимости. Совместимость теперь поддерживается с Vigra C от коммита a2ff675f4 и выше, из-за изменений в январе этого года: в интерфейсе vigra_nonlocalmean_c переименован аргумент, в функции vigra_medianfilter_c добавлен аргумент out-of-bound strategy .
• Новые интерфейсы: im-median-filter , im-median-filter-channel , im-nl-means , im-nl-means-channel .
• Исправления: в модуле (cv support latex) , использующем latex-pdftoppm — недокументированной, но весьма полезной для подготовки текста к добавлению на изображения процедуре - опциональный аргумент с ключевым словом [#:res 72] фактически не использовался, теперь это исправлено.

Вышла новая версия 0.2.3 веб-фреймворка GNU Artanis на языке Scheme

Фреймворк написан на реализации языка Scheme — Guile Scheme и предназанчен для создания динамических веб-сайтов, веб-приложений, веб-сервисов и веб-ресурсов.

Фреймворк также предоставляет инструменты для работы с БД, шаблонами, сессиями, кэшированием, URL-remapping для RESTful и т.д.

Само название Artanis происходит от обратного Sinatra — веб-фреймворка на Ruby.

Artanis похож на такие веб-фреймворки, как Ruby Sinatra, Python Flask и Java Spark.

Имя главного разработчика — Nala Ginrut, опять же от обратного Alan Turing.

Guile-Ncurses 2.0

Состоялся релиз guile-ncurses 2.0 — библиотеки для создания текстовых пользовательских интерфейсов на GNU Guile, реализации функционального языка программирования Scheme. guile-ncurses является оберткой к библиотеке Ncurses.

Вышел GNU Guile 2.0.10

GNU Guile - это проект по развитию свободной реализации функционального языка программирования Scheme, поддерживающий возможность встраивания кода в приложения на других языках программирования.

Релиз содержит 253 коммита от 11 людей, принятые за 11 месяцев.

Помимо исправлений множества ошибок, релиз содержит новые возможности, таких как имплементация векторной библиотеки SRFI-43 и API для тестирования SRFI-64 , частичная поддержка нового стандарта языка Scheme R7RS и расширение GDB для отладки Guile.

Опубликован перевод книги «Lisp in Small Pieces»

Это достаточно известная книга Кристиана Кеннека, рассматривающая семантику Лиспа и основы его реализации на примере диалекта Scheme. В процессе повествования разбирается множество аспектов семантики языка, начиная разнообразными вариантами окружений, проходя через продолжения и исключения, заканчивая рефлексией, сутью макросов, компилятором в Си и объектной системой.

Книга содержит 11 интерпретаторов, 2 компилятора, стопку упражнений в каждой главе, уйму интересного материала об истории Лиспа и причинах принятия тех или иных решений в дизайне языка, некоторое количество аллюзий на современные языки программирования, а также небольшой вагончик литературы впридачу.

Здесь нет откровений, невероятно эффективных оптимизаций, мощных систем типов и прочих атрибутов современной computer science (книге 20 лет всё же), но есть отличное твёрдое введение в реализацию языков программирования, призванное заинтересовать новичков, познакомить их с основными понятиями и приёмами этого дела, построив таким образом фундамент для дальнейшего развития.

Сегодня, 22 января 2013 года, состоялся новый релиз широко известного в узких кругах интерпретатора языка программирования Scheme — Scheme48, разработчиком которого является один из основных членов Руководящего комитета (Steering committee) Scheme Джонатан Риз. Релиз имеет номер 1.9 и является достаточно долгожданным, поскольку интерпретатор не обновлялся сравнительно давно.

Основные добавления таковы:

• добавлен новый механизм FFI (старый пока тоже доступен, однако, в скором времени будет удален);
• добавлен набор функций для поддержки сети (с полной поддержкой IPv6 и UDP, пока не документирован);
• записи теперь поддерживают наследование (доступно через пакет r6rs-records);
• добавлен letrec*;
• интерпретатор теперь предупреждает о циклических зависимостях и переопределениях в модулях;
• добавлен статистический профилировщик;
• если VM интерпретатора собирается компилятором, поддерживающим GNU C, то используется прямой шитый код, что позволяет ускорить выполнение;
• другие добавления, касающиеся поддержки возможностей R6RS, системы сборки и лицензирования (по ссылке «Подробности»).

Список важнейших изменений:

• переработан собственный сборщик мусора BIBOP GC, который теперь используется по умолчанию;
• переписана реализация syntax-rules;
• другие изменения, касающиеся системы сборки, лицензирования и поддержки POSIX (по ссылке «Подробности»).

Вышла новая версия реализации языка Scheme - GNU Guile 2.0.7. Несмотря на незначительное изменение номера версии, появились несколько интересных нововведений, а именно:

• Полная поддержка инфиксных выражений (curly-infix-expressions). Теперь вместо (* a (+ b c)) можно писать {a * {b + c}}.
• Поддержка разных опции чтения (read option) для разных портов.
• Поддержка вложенных директив future.
• Специальный синтаксис для добавления путей в переменные окружения GUILE_LOAD_PATH и GUILE_LOAD_COMPILED_PATH в конец списка путей, а не в начало.
• Исправлен недочет в функции load-in-vicinity, которая не сканировала директории, установленные в переменной %load-compiled-path.
• Исправлен порядок поиска расширений. Теперь Guile не изменяет для этого переменную окружения LD_LIBRARY_PATH.
• Функция make-vtable-vtable помечена устаревшей, рекомендуется использовать make-vtable и .
• Оптимизированы вызовы equal? и eqv? для случаев, когда один из аргументов - константа.
• Новые предупреждения компилятора -Wduplicate-case-datum и -Wbad-case-datum.
• Многочисленные незначительные улучшения и исправления ошибок.

GNU Guix - новый менеджер пакетов от команды GNU

Людовик Кортес (Ludovic Courtès), один из участников проекта GNU, объявил о выпуске первой альфа-версии нового менеджера пакетов для любых дистрибутивов GNU/Linux - GNU Guix, создающегося на базе менеджера пакетов Nix .

Кроме стандартных функций установки, удаления и обновления ПО GNU Guix будет поддерживать транзакционные обновления с возможностью отката на прежнюю версию, работать без привилегий root, содержать отдельные профили настроек для каждого пользователя и включать в себя сборщик мусора (для отслеживания и игнорирования неактуальных пакетов). Но самая главная особенность GNU Guix заключается в том, что его разрабатывают на функциональном языке Scheme.

Получить исходные тексты можно через Git-репозиторий .

Представлена версия 5.2 языка программирования Racket (ранее PLT Scheme).

Новое в этой версии:

• Новая библиотека `db", предоставляющая высокоуровневый интерфейс к популярным РСУБД: MySQL, SQLite, PostgreSQL, а также другим через ODBC.
• Новая коллекция XREPL, предоставлящая вспомогательные команды для цикла чтения-выполнения-печати (REPL) Racket. Она будет полезна людям, которые используют консольную версию Racket и альтернативные редакторы.
• Коллекция `plot" переписана на Racket, теперь она поддерживает вывод в PDF, логарифмические оси, гистограммы и многое другое.
• DrRacket использует традиционные сочетания клавиш: C-t создает новую вкладку, C-w закрывает вкладку, C-r выполняет определения.
• Typed Racket:
  • Typed Racket предоставляет средства для статической отладки производительности: показывается какой код будет оптимизирован, а какой нет.
  • Более интуитвные типы в выводе REPL и сообщениях об ошибках.
  • Поддерживается определение функций с необязательными аргументами с таким же синтаксисом, как в Racket.
• Исправлено несколько проблем с графическим интерфейсом, в том числе с Ubuntu 11.10 (GTK+3) и 64-битной Mac OS X.
• Внуртренние определения теперь имеют семантику `let*" если не содержат обратных ссылок, это исключает потерю проиводительности при использовании внутренних определений вместо `let" и изменяет смысл программ, которые захватывают продолжения во внутренних определениях. Использование внутренних определений теперь считается предпочтительным стилем.

Данный стандарт является относительно небольшой ревизией стандарта R5RS, добавляющей наиболее востребованные возможности языка, но стремящейся сохранить общую структуру неизменной. В духе прежних стандартов, многие ситуации оставлены на откуп авторам реализаций языка Scheme, оставляя место для экспериментов с собственными расширениями.

Какой Язык выбрать для обучения программированию? Изучение программирования ни не стоит начинать где-то с середины.

Сначала нужно натренировать мозг, умение создавать алгоритмы и описывать их зная возможности того или иного языка. В отечественных школах и вузах обычно изучают программирование на примере Basic или Pascal. До сих пор Pascal считается одним из лучших языков для обучения, это строгая речь со статической типизацией, которая позволяет без лишних проблем отработать принципы процедурного и объектно-ориентированного программирования. Но, познакомившись с учебными материалами ведущих западных университетов (Berkeley, Stanford, MIT), схожусь во мнении, что неплохо было бы начать изучение с одного из функциональных языков.

Вообще, довольно странно, но функциональная парадигма упорно игнорируется отечественным образованием. Чтобы сгладить этот пробел, хотел бы рассказать о языке программирования Scheme.

Scheme - это очень простой язык программирования. Его вполне можно выучить за один день, но эта простота обманчива. Scheme одновременно и очень мощный язык. Существует огромное количество реализаций.

Программы сертификации сохраняются в * .scm файлах, или можно использовать интерактивный режим интерпретатора, по аналогии с Python.

Константы и переменные

Приступим к изучению основных структур Scheme. Прежде всего, определимся с константами:

123 - целое число

3.1415926 - дробное число

2 + 3i - комплексное число

2/3 - дробь

# B1111 - двоичное число

#xFF - шестнадцатеричное статья

# O123 - восьмеричное число

# \ A - единичный символ

"Hello, World!" - Символьная строка

"Hello - символ

#f - логич значение

С константами можно осуществлять операции с помощью операторов или функций. В конце концов Scheme является функциональным языком, а потому в нём есть все функции.

По математике вы знакомы с формой записи функций f (x) или t (a, b). Но то же самое можно записать и в виде (f x) или (t a b). Именно такую форму записи использует Scheme. Не как арифметическое выражение, которые записываются в форме, например 2 + 3, а в префиксальном - (+ 2 3).

К примеру:

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

29/2

guile> (+ 1 1 1 1 1)

guile> (/ 2)

guile> (sqrt 2)

1.4142135623731

Для объявления переменных используется конструкция (define имя значения)

guile> (define a 2)

guile> (define b 2)

guile> (+ a b)

Значение уже существующей переменной можно изменить с помощью конструкции (set! Имя значение)

guile> (set! a 5)

guile> a

Функции объявляются с помощью конструкции (define (имя параметра) тило_функции)

guile> (define (square x) (* x x))

guile> (square 3)

Для демонстрации рекурсии приведу пример вычисления факториала:

(Define (fact x)

(If (= x 1)

(* X (fact (- x 1)))))

Как вы уже поняли, проверку условия можно выполнять с помощью конструкции (if условие якщо_так якщо_ни)

Не углубляясь в подробности, обращу внимание на основные функции

(Display "Hello, World!") - Вывести строку

(Newline) - перейти на новую строку

Для работы с наборами данных удобно использовать списки

guile> (define nums (list 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)) - объявляем список

guile> (list-ref nums 0) - читаем элемент с номером 0

guile> (car nums) - читаем первый элемент

guile> (cdr nums) - читаем все остальные элементы

(2 3 4 5 6 7 8 9 10)

Можно обработать все элементы списка заодно

сгенерировать новый список применив функцию для каждого элемента

guile> (map square nums)

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

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

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

Конструкция lambda позволяет объявлять функции по мере необходимости, не давая им имен. Если вы программируете на Python, то уже знаете эти конструкции.

На самом деле, Scheme не имеет циклы в том виде как они есть в императивных языках. Здесь для тех же целей используется рекурсия. Например, выведем в столбик содержимое списка

(Define (print-list lst)

(If (not (null? Lst))

(Begin (display (car lst))

(Newline)

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

Конструкция (begin ...) используется в том случае, если нужно вставить несколько операторов там где по синтаксису допускается только один.

Следующая конструкция позволяет смоделировать известный по другим языкам программирования цикл for:

(Let loop ((i 1))

(Display i)

(Newline)

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

Конструкция let используется в том случае, когда в рамках выражения нужно объявить локальные переменные, или если нужно объявить вложенную функцию. Таким образом можно реализовывать практически все возможные варианты циклов. Конечно, всегда можно создать собственную функцию для сокращения формы записи, ведь функции можно передавать в виде параметров других функций, как и простые данные. Вообще, Scheme позволяет подогнать язык под себя так как нравится. Поразительно гибкий язык.

Например, можно привести реализацию функции вычисления определенного интеграла

(Define (func x)

(Define (integrate a b e f)

(Define sum 0)

(Let loop ((i a))

(If (

(Set! Sum (+ sum (* (f i) e)))