Пред.	Начало	След.
	Наверх
Сведения о документе

Ваш новый язык Scheme — часть 2.

1. Повторение — мать учения

Поскольку я не рассчитываю, что читатель ознакомился с предыдущей статьёй данной серии (№ 2, 2006 год), то привожу небольшую шпаргалку по базовым конструкциям языка программирования Scheme.

Базовый синтаксис:

(<функция> <аргумент> <аргумент> ...)

;комментарий

Например:

(+ 1 2 3 4) ; сумма первых четырёх натуральных чисел

(+ (+ 1 2) 5 6) ; возможно вкладывать одни вызовы функций в другие

(string-append "hello" "world") ; результат — склеенная строка "helloworld"

Задание переменных и функций:

(define <имя> <значение>)

(define (<имя> <аргумент>...) <тело функции> <возвращается последнее выражение>)

Например:

(define a 3)

(define b 4)

(define (square x) (* x x)) ; вычисляет квадрат числа

(define (+a x) (+ x a)) ; да-да, можно давать и такие имена функциям

Дополнительные конструкции:

(if <условие> <действие при успехе условия> <действие при неудаче>)

(begin <первое действие> <второе действие> ....)

Пример:

(if (> a 0)
(display "a > 0")) ; действие при неудаче можно не указывать

(begin (display 1)

(display 2)

(display 3)) ; последовательно выполнятся действия, и на экран будет выведено: 123

2. И опять про повторение

Ну вот, теперь можно продолжать двигаться дальше. Если вам надо выполнить какое-то действие один раз, то вы просто его делаете один раз: (display "hello")
Если вам надо выполнить какое-то действие два раза, то вы просто повторяете его: (display "hello") (display "hello").
А что если вам нужно повторять работу снова и снова? Тогда мы сделаем функцию, которая будет повторяться требуемое количество раз. Называться эта функция будет repeat, и у неё будет один параметр — количество повторов.
Алгоритм следующий.

Если количество повторов больше нуля, то:

выполняем действие
вызываем функцию repeat с количеством повторов меньшим на 1

(define (repeat number)

(if (> number 0) ; если количество повторов не нулевое

(begin (display "hello") ; выполняем действие

(repeat (- number 1))))) ; повторим действие на единицу меньшее количество раз.

Попробуем. Запустим один из доступных вам интерпретаторов Scheme, например mzscheme, который можно найти в интернете по адресу http://www.plt-scheme.org/software/drscheme/ и установить на вашем компьютере.

> (define (repeat number)

(if (> number 0)

(begin (display "hello")

(repeat (- number 1)))))

> (repeat 0)

> (repeat 1)

hello

> (repeat 2)

hellohello

> (repeat 3)

hellohellohello

Упражнение1: Попробуйте написать функцию, которая будет выводить на экран "1" заданное количество раз.
Упражнение2: Попробуйте написать функцию, которая будет выводить на экран натуральные числа от "1" до заданного числа. Порядок вывода чисел не важен.

Самое время вспомнить, что в Scheme можно передавать функцию в качестве параметра. Усовершенствуем repeat, так, чтобы мы смогли повторять произвольные действия заданное количество раз.
Пусть новая версия принимает два параметра, первый — количество повторов, второй — функция, которую надо запустить.

(define (repeat number function)

(if (> number 0)

(begin (function)

(repeate (- number 1)))))

Теперь повторять можно разные действия:

(define (print-1) (display "1"))

(define (print-hello) (display "hello"))

(repeat 3 print-1) ; три раза выведет на экран "1"

(repeat 5 print-hello) ; пять раз выведет на экран "hello"

3. Принцип наименьших усилий

Не надо делать лишних действий, если их можно избежать. Последний вариант функции repeat, очень хорош, но ... зачем каждый раз давать функции имя, если нужно просто её выполнить? А можно ли вообще создать функцию, но не давать ей имя? Оказывается можно. В языке есть специальная инструкция, которая говорит «создать функцию».

(lambda (<аргументы>) <тело функции> <последнее вычисленное значение возвращается>)

Пример:

(lambda (x) (* x x)) ; создать функцию, которая вычисляет квадрат числа

(lambda (x y) (+ x y)) ;создать функцию, которая вычисляет сумму двух чисел

(define square (lambda(x) (* x x))) ; создать функцию, которая вычисляет квадрат числа и назвать её square.

Оказывается, последняя конструкция то же самое, что и:

(define (square x) (* x x))

Вот мы с вами открыли ещё один способ определять функции с именами: сначала создаём, затем даём имя. Давайте-ка теперь «повторим» действия, не давая имена функциям:

(repeat 3 (lambda() (display "hello")) ) ; три раза выведем на экран "hello"

(repeat 5 (lambda() (display "1"))) ; пять раз выведем на экран "1"

Для repeat используются функции без параметров, поэтому в конструкции lambda пустая пара скобок.

4. Списки

Проведём следующую работу:

(define a 1)

(define b 2)

(define c 3)

(+ a 1)

(+ b 1)

(+ c 1)

А как бы нам сразу взять три числа и увеличить их на единицу одним махом? Для этого надо «связать» эти числа вместе. Один из способов склеивания — список. Создаётся список следующей конструкцией

(list <элемент1> <элемент2> <элемент3> ...)

Пример:

(define abc (list 1 1 1)) ; список из трёх единиц

(define lst1 (list 1 2 3)) ; список из трёх разных чисел

(define lst2 (list "hello" "my" "world")) ; список из строк

(define lst3 (list "hello" 1 "world" 3)) ; список из строк и чисел

(define lst4 (list (+ 1 0) 2 3)) ; элементы списка можно вычислять перед его созданием

Scheme также предоставляет функцию:

(map <функция> <список>)

возвращает список, в котором каждый элемент есть результат применения функции <функция> к элементу исходного списка.
Пример:

(define (inc x) (+ x 1)); увеличивает число на единицу

(map inc (list 1 1 1)); возвращает список из двоек

(map square (list 1 2 3)); возвращает список из квадратов элементов, то есть 1, 4 и 9.

Вспомним про lambda и решим задачу, которую поставили себе в начале этого раздела:

(define abc (list 1 1 1))

(map (lambda(x) (+ x 1)) abc)

А можно даже и список не вводить как дополнительную переменную.

(map (lambda(x) (+ x 1))

(list 1 1 1))

Упражнение 3: Пользуясь функциями write (для печати списка на экране) и map, напишите функцию, которая будет выводить на экран список, увеличенный на заданное число, например (print-it 5 (list 1 2 3)) выведет "(6 7 8)"

5. Работа со списками

А как написать функцию, которая последовательно будет перемещаться по заданному списку и выводить каждый элемент этого списка? Для этого нам только надо знать следующие инструкции:

(null? <список>) - проверяет, а есть ли ещё какие элементы в списке
(car <список>) - возвращает первый элемент списка
(cdr <список>) - возвращает список из всех элементов кроме первого, если больше ничего не осталось — то пустой список.

Пример:

(car (list 1 2 3)) ; вернёт 1

(cdr (list 1 2 3)); вернёт список из 2 и 3, то есть (list 2 3).

Проще говоря, функция car возвращает голову списка, а cdr — оставшийся хвост списка.
Имя функции print-list. Единственный параметр — исходный список.
Алгоритм работы нашей функции следующий.

Если список не пуст, то:

выводим голову списка.
вызываем print-list для хвоста списка

(define (print-list lst)

(if (not (null? lst))

(begin (display (car lst))

(newline)

(print-list (cdr lst)))))

Поэкспериментируем в интерпретаторе:

> (print-list (list 1 2 3))

> (print-list (list "a"))

Упражнение 4: Поэкспериментируйте в интерпретаторе с функциями "car", "cdr" и "null?"
Упражнение 5: Напишите функцию, которая будет вычислять длину списка. Длина пустого списка — ноль.
Упражнение 6: Пользуясь изученными "car","cdr" и "null?" напишите функцию, которая будет применять заданную
функцию к каждому элементу данного списка, например, (for-each-element display (list 1 2 3)) должна напечатать "123". Напишите новую версию print-list, пользуясь только что созданной функцией.
Упражнение 7: Напишите функцию, которая будет принимать на вход два списка и возвращать список из попарных сумм элементов, например (plus (list 1 2) (list 5 6)) вернёт список из 6 и 8.
Упражнение 8: Попробуйте решить задачу 8 с помощью функции map — правильный ответ вас сильно удивит.

Пред.	Начало	След.
	Наверх
Сведения о документе