Scheme学习笔记一-爱开源

Scheme学习笔记

本文包括如下内容：

开发环境配置
hello world
变量、过程
标准输入
if语句
文件写入

环境

“工欲善其事必先利其器”。

学习之前我们需要先将Scheme的运行环境搭建起来，环境分Win和Linux，在Win下，直接到 http://www.gnu.org/software/mit-scheme/ 下载，安装。

在Ubuntu下，使用apt-get安装（强制建议使用*inux环境），Scheme的解释器有多种选择，这里我们选择mzscheme和guile，二者都可。

; mzscheme安装
sudo apt-get install  mzscheme

;guile 解释器安装
sudo apt-get install guile-1.8

Hello World

创建hello.scm文件，在编辑器(vi/emacs)中输入如下内容：

<span style="color: #808080; font-style: italic;">;hello.scm the first program</span>
<span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">begin</span>
<span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">display</span> <span style="color: #ff0000;">"hello world!"</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
<span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">newline</span><span style="color: #66cc66;">)</span><span style="color: #66cc66;">)</span>

在命令行下，guile hello.scm 或　mzscheme -r hello.scm

如果你直接使用guile或mzscheme命令进入其命令行模式。则可以通过(load “hello.scm”)加载执行，注意，这里的括号是必须的。

解释下这段代码：

在分号（;）之后一直到行末之间就是注释。如hello.scm的开头部分。标准的Scheme语言定义中没有多行注释，不过在它部分实现中还是存在的。比如在Guile中就有多行注释，以符号组合“#!”开始，以相反的另一符号组合“!#”结束，其中内容为注释。如果加了这样的注释，这个程序就只能用guile来运行，如果使用mzscheme命令来运行则会报错。如果考虑代码的通用性，不建议使用此类注释。

display是输出过程，将内容输出到屏幕， newline的作用是换行显示。

变量，过程

在scheme中变量是通过define关键字定义，通过set!改变，并且scheme的变量是固定的类型，这有些类似于现在的python, php等动态语言，其在运行过程中是可变的，或者说这些动态语言是从函数式编程语言中学习了这些特性。 scheme的过程定义也是通过define关键字来实现的，只是其格式与变量有一些不同。

结合上面的hello world示例，我们看一个示例：

 
<span style="color: #808080; font-style: italic;">;var.scm</span>

    <span style="color: #808080; font-style: italic;">; 定义变量x</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">define</span> x <span style="color: #cc66cc;">10</span><span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #808080; font-style: italic;">;定义过程cout</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">define</span> <span style="color: #66cc66;">(</span>cout x<span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">display</span> x<span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">newline</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">begin</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span>cout x<span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #808080; font-style: italic;">; 改变变量x的值, 这里没有改变类型</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">set!</span> x <span style="color: #cc66cc;">20</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span>cout x<span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #808080; font-style: italic;">; 改变变量x的值，这里将之前的整型换成了字符串</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">set!</span> x <span style="color: #ff0000;">"string test"</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span>cout x<span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #66cc66;">)</span>

定义过程除了上面示例中的方式外，还可以使用lambda来定义过程，其格式如下：

(define 过程名 ( lambda (参数 ...) (操作过程 ...)))

而我们的示例中的格式为：

(define (过程名 参数 ...) (操作过程 ...))

这两种方式都可以使用，如果你是需要使用匿名函数，使用lambda方案，去掉定义性内容，如下：

 ( lambda (参数 ...) (操作过程 ...))

标准输入

从标准输入读取字符串，这里只用到了read过程，如下示例：

 
; 标准输入
    (begin

    (define str (read))

    (display str)
    (newline)
    )

通过定义 str为从标准输入获取内容，即调用 read 获取，以换行或空格结束输入程序通过display过程打印输入的内容，调用newline换行输出。

if 语句

和我们常见的if语句结构一样，Scheme语言的if结构有两种格式，

一种格式为：(if 测试过程1 过程2)，对比PHP相当于if else，即测试条件成立则执行过程1，否则执行过程2。
另一种格式为：(if 测试过程) ，对比PHP，相当于没有else语句的方式，即测试条件成立则执行过程，没有else情况发生。

此时，可能会想在PHP中还有elseif语句呢，那么在Scheme中是怎样的？在Scheme中没有else语句也没有相关结构，它是以另一外if语句实现，如果我们在PHP中，则其结构类似于:

   <span style="color: #b1b100;">if</span> <span style="color: #009900;">(</span><span style="color: #009900;">)</span> <span style="color: #009900;">{</span>

    <span style="color: #009900;">}</span><span style="color: #b1b100;">else</span> <span style="color: #009900;">{</span>
      <span style="color: #b1b100;">if</span> <span style="color: #009900;">(</span><span style="color: #009900;">)</span> <span style="color: #009900;">{</span>   <span style="color: #666666; font-style: italic;">//  if语句的嵌套，在Scheme只能此种方案，没有简化后的elseif</span>

      <span style="color: #009900;">}</span>
    <span style="color: #009900;">}</span>

例如下面代码：

<span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">define</span> a <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">read</span><span style="color: #66cc66;">)</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">define</span> b <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">read</span><span style="color: #66cc66;">)</span><span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #808080; font-style: italic;">; 输出结果，包含从数字到字符串的转化</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">define</span> <span style="color: #66cc66;">(</span>display_rs x<span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">display</span> <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">string-append</span> <span style="color: #66cc66;">(</span>number<span style="color: #66cc66;">-&gt;</span>string a<span style="color: #66cc66;">)</span> x <span style="color: #66cc66;">(</span>number<span style="color: #66cc66;">-&gt;</span>string b<span style="color: #66cc66;">)</span><span style="color: #66cc66;">)</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">if</span> <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #66cc66;">&lt;</span> a b<span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span>display_rs <span style="color: #ff0000;">"&lt;"</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">if</span> <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #66cc66;">=</span> a b<span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span>display_rs <span style="color: #ff0000;">"="</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span>display_rs <span style="color: #ff0000;">"&gt;"</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">newline</span><span style="color: #66cc66;">)</span>

示例程序从标准输入接收两个数字，a和b。对比两个数字，显示最终谁大谁小。其中，string-append是字符串连接过程，number->string的作用是数字转化为字符串。 display_rs是一个自定义的过程，显示比较的结果用，其传入的值为比较后的结果。

文件写入：

 
<span style="color: #808080; font-style: italic;">;file.scm 文件操作</span>

    <span style="color: #808080; font-style: italic;">; 文件写入操作</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">define</span> port <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">open-output-file</span> <span style="color: #ff0000;">"temp"</span><span style="color: #66cc66;">)</span><span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">if</span> <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">output-port</span>? port<span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">begin</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">write</span> <span style="color: #ff0000;">"helloworld"</span> port<span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">close-output-port</span> port<span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">display</span> <span style="color: #ff0000;">"yes"</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">newline</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">begin</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">display</span> <span style="color: #ff0000;">"write file temp failed."</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">(</span><span style="color: #b1b100;">newline</span><span style="color: #66cc66;">)</span>
    <span style="color: #66cc66;">)</span>

    <span style="color: #66cc66;">)</span>

在《Scheme 程序语言介绍之一》这篇文章的开头处有一段话，虽有些玩笑之言，却值得沉思：

在网上有这样一句有趣的评论：计算机科学的大部分，就是在重复发现很久以前别人就早已 发现过的东西。
当然，这是一句玩笑。不过我们可以给这句玩笑接个下巴：对于程序语言中 的每一个重要概念，
你都可以先在 Lisp 当中发明一次，再在 C++ 里面发明一次，再在 Java 里面发明一次，
再在 Python 里面发明一次，再在 Perl 里面发明一次，再在 Ruby 里面发明一次，
当然，最后还要在 C# 里面再发明一次。

在学习的过程中，参考了如下书籍和链接：

《The Scheme Programming Language》
《Structure and Interpretation of Computer Programs,Second Edition》
http://zh.wikipedia.org/zh/Scheme
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-scheme/part2/
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-schm/index1.html
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-schm/index2.html

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