Scheme编程语言入门：Discussion10概述

"disc10.pdf" 本文档是关于CS61A课程的第十次讨论，主题是Scheme编程语言。 Scheme是Lisp语言的一种方言，它以其独特的前缀表示法（也被称为 polish notation）和嵌套括号而闻名，这种语法在1970年代时非常新颖。作为一门函数式编程语言，Scheme强调了第一类函数的概念，即函数可以作为值进行传递，并且支持优化的尾递归，这些特性在当时都是较为先进的。 在Scheme中，存在着一些基本的原生表达式，也就是原子表达式，它们不能被进一步分解。例如，数字如123、布尔值如#t（真）和#f（假）都是原生表达式。与Python不同，Scheme中只有#f被视为假值，这意味着0并不是假值。 在Scheme中，我们使用`define`特殊形式来绑定值到符号，从而创建变量。一旦一个符号被定义，我们就可以在后续的代码中使用这个符号作为变量。例如： ```scheme (define x 10) ``` 在这个例子中，`x`被绑定到整数值10。定义的变量可以在后续的计算中使用，就像这样： ```scheme (sc m> x) 10 ``` Scheme中的运算符通常比其他语言更简洁，例如加法可以用`+`表示： ```scheme (sc m> (+ 5 3)) 8 ``` 除了基本的算术运算符，Scheme还提供了各种其他操作，包括比较、逻辑运算以及列表操作。列表在Scheme中扮演着重要角色，因为它是实现数据结构的基础。例如，可以创建一个空列表： ```scheme (sc m> '()) '() ``` 或者一个包含元素的列表： ```scheme (sc m> '(apple banana cherry)) '(apple banana cherry) ``` 列表可以通过`car`和`cdr`操作来访问和操作。`car`返回列表的第一个元素，而`cdr`返回列表的其余部分，不包括第一个元素。例如： ```scheme (sc m> (car '(apple banana cherry))) 'apple (sc m> (cdr '(apple banana cherry))) '(banana cherry) ``` Scheme还允许通过`cons`函数来构造新的列表，将一个元素添加到已有的列表前： ```scheme (sc m> (cons 'orange '(banana cherry))) '(orange banana cherry) ``` 此外，Scheme的函数可以接受其他函数作为参数，这展示了其第一类函数的特性。例如，我们可以编写一个函数，该函数接受另一个函数作为参数，并应用它到一个列表上： ```scheme (define (apply-to-all list func) (if (null? list) '() (cons (func (car list)) (apply-to-all (cdr list) func)))) (sc m> (apply-to-all '(1 2 3) square)) ; 假设我们有一个名为'square'的平方函数 '(1 4 9) ``` 在学习Scheme的过程中，理解并掌握这些基本概念至关重要，因为它们构成了Scheme语言的核心。随着对Scheme的深入学习，我们将能够编写更复杂的程序，甚至构建一个Scheme解释器，这是项目4的目标。通过实践，学生将更深入地理解函数式编程的思维方式以及Scheme的独特魅力。