簡介

Scheme 是什么？

Scheme 是一種小巧而強(qiáng)大的程序語言。

Scheme 是小巧的，強(qiáng)大的，優(yōu)雅的

Scheme 是 LISP 的一種方言，它繼承了 LISP 的優(yōu)點(diǎn)。這里對 Scheme 的描述大部分也適合其它 LISP 方言。

Scheme 不但設(shè)計(jì)非常干凈，而且非常強(qiáng)大。說它小巧是因?yàn)樗挥?種最基本的語法結(jié)構(gòu)，甚至連循環(huán)語句都沒有。它的核心語法用幾頁紙就可以全部敘述完畢。Scheme 的 report 只有 50 多頁，還沒有某些語言手冊的索引長。你可以在這里下載一個(gè) Scheme Report 的 PDF 版本。

然而這種看起來簡單小巧的語言是那樣的強(qiáng)大！

Scheme 可以可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有我們所知道的程序設(shè)計(jì)方法。函數(shù)式，強(qiáng)制式，消息傳遞式，邏輯式，…… 在 Scheme 里，所有的過程都可以被當(dāng)成數(shù)據(jù)操作，而且它可以把通常隱藏在幕后工作的 continuation 作為對象來操作。

Scheme 可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的軟件工程。用 Scheme 編程可以擺脫普通語言的“計(jì)劃—實(shí)現(xiàn)”的設(shè)計(jì)流程，而使用自底向上的設(shè)計(jì)方法。也就是說，你不需要在設(shè)計(jì)程序之前做好所有的計(jì)劃。Scheme 語言隨著問題改變，語言和問題都向著對方生長，最后達(dá)到一個(gè)完美的結(jié)合點(diǎn)。

Scheme 是非常優(yōu)雅的，它具有數(shù)學(xué)的美感。Scheme 從一開始就被設(shè)計(jì)為一種通用的程序語言。它不是為了解決某個(gè)特殊的小問題的設(shè)計(jì)，不是功能堆砌在功能之上，最后搞的不可理解的語言。

Scheme 是穩(wěn)定的。Scheme 注重的是“質(zhì)量”，而不是工業(yè)上的利用價(jià)值，所以 20 年來 Scheme 基本上沒有變化。你不用擔(dān)心有一天收到這樣煩人的消息：“我們鼓勵大家使用 'Scheme2004' 的語法。” Scheme 的語法就像象棋的規(guī)則，一旦知道這個(gè)規(guī)則，剩下需要做的就是考慮怎樣取得勝利。

Scheme 特別適合描述算法。用 Scheme 編程序，你可以專注于設(shè)計(jì)算法本身，而不是為語言本身的事情而煩惱，比如語法，內(nèi)存泄漏之類。所以用這種語言教學(xué)，學(xué)生可以學(xué)會“解決現(xiàn)實(shí)世界的問題” 而不是困惑于 “電腦自己的問題”。學(xué)生會很快的理解到“計(jì)算” 的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵，深刻體會到計(jì)算科學(xué)是什么。

Scheme 被很多大學(xué)用于各個(gè)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)教學(xué)，甚至一些中學(xué)和小學(xué)也開始利用 Scheme 來講授計(jì)算科學(xué)。令人驚奇的是一些 10 歲小孩可以用 Scheme 寫出 Don Woods 的 adventure 游戲。

使用 Scheme 作為教學(xué)工具的一個(gè)明顯的特征就是，Scheme 語言本身從來不會成為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。使用 Scheme 作為工具的課程從來不會專門講授 Scheme，因?yàn)闆]有這個(gè)必要。學(xué)生在初次接觸計(jì)算機(jī)的幾天里就能熟悉 Scheme，學(xué)習(xí)怎樣用它來計(jì)算。之后，大家就開始到處找問題來計(jì)算，不再考慮語言的問題了。Scheme 的理念是程序語言不是拿來“學(xué)”的，而是拿來“用”的。

Scheme 在教育界被如此廣泛的使用的結(jié)果就是，新一代的優(yōu)秀的計(jì)算學(xué)家，很多人的“母語”是 Scheme。

可以免費(fèi)得到的參考材料

Scheme 的社會是非常開放和自由的。所以你不用奇怪，最好的書都有免費(fèi)的版本 :)

• Structure and Interpretation of Computer Programs

  昵稱 "The Wizard Book" 或者 "The Purple Book"。

  Scheme 的鼻祖 Gerald Jay Sussman 和計(jì)算機(jī)教育專家 Hal Abelson 合寫的，20 年來影響整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的著作，著名的 MIT 課程 6.001 的課本。這是 MIT 的電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)本科生的必修課，其它與計(jì)算相關(guān)專業(yè)也鼓勵參加。每年上這門課的 MIT 學(xué)生超過 500 名。全世界有超過 100 所大學(xué)采用這個(gè)教材。這里有一個(gè)不完全列表。

  它著重講述的不是 Scheme 語言本身，也不是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。在簡短的介紹 Scheme 的簡單語法之后，課本馬上開始講述深入的計(jì)算概念：函數(shù)式程序設(shè)計(jì)，高階函數(shù)，數(shù)據(jù)抽象，流，數(shù)據(jù)制導(dǎo)，消息傳遞，邏輯程序設(shè)計(jì)，解釋器設(shè)計(jì)，編譯器設(shè)計(jì)，寄存器機(jī)器模擬……

  這本書讓學(xué)生從一個(gè)語言設(shè)計(jì)者和實(shí)現(xiàn)者的高度來看待問題，而不只是作為一個(gè)普通語言的用戶。讀了這些內(nèi)容，學(xué)生可以真正體會到“計(jì)算科學(xué)”的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵，而不是被一些細(xì)節(jié)束縛，只見樹木不見森林。

• Revised(5) Report on the Algorithmic Language Scheme

  Scheme 語言的規(guī)范定義。它可以到這里下載。也可以在本地下載雙列 PDF 版本。

• The Scheme programming Language

  R. Kent Dybvig 寫的一本書。深入的解析了 Scheme 語言。CPS, syntax-case，……在這里都有詳細(xì)的解釋。

• Teach Yourself Scheme in Fixnum Days

  Teach Yourself Scheme in Fixnum Days 可以作為一個(gè)有使用其它語言經(jīng)驗(yàn)的程序員的教材，看這本書你可以很快接觸到 Scheme 獨(dú)一無二的強(qiáng)大特點(diǎn)。

• An Introduction to Scheme and its Implementation

  一個(gè)深入的 Scheme 和 LISP 教材。適合 Scheme 解釋器，編譯器的設(shè)計(jì)者。

• The Scheme Programming Language ，一個(gè)幻燈片。一目了然的介紹 Scheme 的基本特征。
• The Internet Scheme Repository

  在這里可以找到許多有用的 Scheme 代碼，幾乎所有的免費(fèi) Scheme 實(shí)現(xiàn)，各種算法的 Scheme 實(shí)現(xiàn)，處理 Scheme 的工具比如 slatex，

• http://srfi.schemers.org/

  這里是 SRFI(Scheme Requests for Implementation) 的基地。你如果覺得自己定義很多庫函數(shù)，比如排序的，操作字符串的， regexp 很麻煩。但是又害怕使用不“標(biāo)準(zhǔn)”的函數(shù)庫之后跟別人不兼容。

  那么在這里你可以找到一些“準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)”的函數(shù)庫。SRFI 里定義的函數(shù)是鼓勵 Scheme 解釋器實(shí)現(xiàn)的。你會看到有很多工作已經(jīng)有人幫你做了。你只需要調(diào)入 SRFI 的實(shí)現(xiàn)就可以使用很方便可移植的函數(shù)庫了。

  SRFI 有點(diǎn)像 RFC。以后某一些函數(shù)一定會成為各種 Scheme 解釋器都配備的東西，就像 ftp, http 一樣，成為每臺支持 TCP/IP 的機(jī)器支持的東西。

• Grinnell College 的一門利用 Scheme 來講授的計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)課

  以下的書籍沒有電子版本

• Concrete Abstractions: An Introduction to Computer Science Using Scheme

  另一本用 Scheme 描述計(jì)算機(jī)科學(xué)的教材。

• Essentials of Programming Languages。
• The Little Schemer

  一本 LISP 的入門書籍。難度沒有 SICP 大，但是非常精辟。

Scheme 解釋器和編譯器

Scheme 的實(shí)現(xiàn)很多，幾乎所有解釋器和編譯器都是自由軟件，除了 Chez。

你可以隨便選擇 MzScheme, guile, bigloo, chez, chicken, gambit, kawa, SISC, GNU/MIT scheme, petite, plt, pscheme, scheme48, SCM, scsh, stk, STklos, ELK, Gauche, sxm, umbscheme, ...

每一種解釋器都有強(qiáng)項(xiàng)，可以根據(jù)自己的需要選擇。其中，Guile 和ELK 適合做嵌入式解釋器；bigloo, GambitC 和 Chicken 可以把 Scheme 編譯成機(jī)器代碼，速度快；DrScheme/MzScheme 界面最友好， Kawa 和 SISC 支持 Scheme 到 Java 的轉(zhuǎn)換，字節(jié)碼編譯；Scheme 48 非常簡潔可靠；Scsh 在 Scheme 48 基礎(chǔ)上做了很多根操作系統(tǒng)接合的界面，可以作為通用的的腳本語言；Stk 和 STklos 自帶面向?qū)ο笙到y(tǒng)和 gtk 圖形接口；Gauche 具有方便的 regexp, 網(wǎng)絡(luò)，圖形接口，UTF-8 支持，可以作為很方便的腳本語言，進(jìn)行系統(tǒng)管理等操作；Chez 是Cadance Research systems 出品的商業(yè) Scheme 解釋器；Petite 是Chez 的免費(fèi)版本，比 Chez 少了一個(gè)編譯器。

更多的實(shí)現(xiàn)可以在 這里找到。關(guān)于部分解釋器，有一個(gè)比較過時(shí)的比較在 這里 。

我個(gè)人推薦使用 Aubrey Jaffer 的 SCM。它遵守 R5RS，非常方便，調(diào)試能力很強(qiáng)，有 SLIB 支持，可以編譯成 C。

神奇的 Scheme

展現(xiàn) Scheme 最吸引我的地方。

Scheme 的應(yīng)用

部分我所知道的 Scheme 的應(yīng)用。看看 Scheme 被用在什么地方了。

MIT Project on Mathematics and Computation

AL 動畫語言

Kali 分布式計(jì)算語言

Envision: scheme with pictures

BRL - the Beautiful Report Language

Scheme 的一些工程應(yīng)用

一個(gè) Scheme 寫的量子計(jì)算機(jī)模擬器

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Scheme Language的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。