3.2.scheme语言介绍

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\(3.2\;scheme\)语言介绍

1.基本表达式

  \(a.\)数字

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scm> 1234    ; integer
1234
scm> 123.4   ; real number
123.4

  \(b.\)标志\(symbol\)

  标志是\(scheme\)语言特有的类型。在\(scheme\)语言中，标志本身可以作为一个值，而在\(python\)中的“标志”只是作为表达式的名称存在。 

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scm> quotient      ; A name bound to a built-in procedure
#[quotient]
scm> 'quotient     ; An expression that evaluates to a symbol
quotient
scm> 'hello-world!
hello-world!

  \(c.\)布尔值

  在\(scheme\)语言中，除了#f外的所有值都是\(true\)，这和\(python\)的零值为\(false\)不同。\(scheme\)用#t表示\(true\)，用#f表示\(false\)： 

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scm> #t
#t
scm> #f
#f

2.调用表达式

  与\(Python\)类似，\(Scheme\)调用表达式中的操作符位于所有操作数之前。与 \(Python\)不同，操作符包含在括号内，且操作数用空格而不是逗号分隔，计算的具体流程如下：

  1. 计算操作符，决定运算规则。
  2. 从左到右考虑操作数。
  3. 将运算规则作用于操作数上。

  这也是\(scheme\)语句一般地执行方法。但之后讲解的规则与这个不同，被称作“特殊规则”。 

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scm> (+ 1 2)
3
scm> (- 10 (/ 6 2))
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scm> (modulo 35 4)
3
scm> (even? (quotient 45 2))
#t

3.控制结构

  \(a.\)if语句

  \(scheme\)中的if语句结构如下： 

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(if <predicate> <if-true> [if-false])

  该结构的<if-true>部分与[if-false]部分只能接受一个表达式，与\(python\)不同。该结构的一个运行实例如下：

  \(scheme\)中没有elif语句，实现该功能只能通过if的嵌套：

  \(b.\)cond表达式

  cond表达式类似switch语句，其结构如下： 

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(cond
    (<p1> <e1>)
    (<p2> <e2>)
    ...
    (<pn> <en>)
    [(else <else-expression>)])
  每个从句中的第一个表达式就相当于<predicate>，当<predicate>为真，就执行后面的语句并终止程序。该表达式的一个具体实例如下：

4.数据结构

  \(a.\)链表

  \(scheme\)中的链表是通过一系列\(pair\)构建的，它通过\(constructor\)cons创建。

  链表的\(rest\)元素，即cdr操作，是别的链表或nil，空链表： 

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scm> (cons 1 (cons 2 (cons 3 nil)))
(1 2 3)

  可以通过car与cdr语句获取链表中的元素值： 

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scm> (define a (cons 1 (cons 2 (cons 3 nil))))  ; Assign the list to the name a
a
scm> a
(1 2 3)
scm> (car a)
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scm> (cdr a)
(2 3)
scm> (car (cdr (cdr a)))
3

  如果在\(pair\)中不传入另一个\(pair\)或nil作为cons的第二个参数，程序会报错： 

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scm> (cons 1 2)
Error

  \(b.\)列表

  创建列表的方法有很多种，可以直接用list创建： 

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scm> (list 1 2 3)
(1 2 3)
scm> (list 1 (list 2 3) 4)
(1 (2 3) 4)
scm> (list (cons 1 (cons 2 nil)) 3 4)
((1 2) 3 4)

  注意cons函数只能接受两个参数，如果要在一个链表里面插入多个元素，可以采用多个cons嵌套的方法： 

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(define (interleave first second)
  'YOUR-CODE-HERE
  (cond
  ((null? first) second)
  ((null? second) first)
  (else (cons (car first)
    (cons (car second)
      (interleave (cdr first) (cdr second))))))
)

  还可以通过单引号语句创建，语句中的'不会被读入： 

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scm> '(1 2 3)
(1 2 3)
scm> '(cons 1 2)           ; Argument to quote is not evaluated
(cons 1 2)
scm> '(1 (2 3 4))
(1 (2 3 4))

  列表有与\(python\)类似的操作： 

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scm> (null? nil)                ; Checks if a value is the empty list
True
scm> (append '(1 2 3) '(4 5 6)) ; Concatenates two lists
(1 2 3 4 5 6)
scm> (length '(1 2 3 4 5))      ; Returns the number of elements in a list
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5.定义语句

  定义语句用于定义变量与函数。定义语句的结构如下： 

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(define <name> <expression>)
  该语句通过以下流程实现： 1. 计算<expression>的值 2. 将值与name绑定 3. 返回name

  只有在调用define时<body>才会被执行。

6.\(lambdas\)

  \(scheme\)中的\(lambda\)语句如下： 

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(lambda (<param1> <param2> ...) <body>)

  \(lambda\)的具体实例如下： 

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scm> (lambda (x y) (+ x y))        ; Returns a lambda function, but doesn't assign it to a name
(lambda (x y) (+ x y))
scm> ((lambda (x y) (+ x y)) 3 4)  ; Create and call a lambda function in one line