Учебник языка Перфо для школьников — различия между версиями
Админ (обсуждение | вклад) м (→Где посмотреть и попробовать) |
Админ (обсуждение | вклад) м (→Вариант 2) |
||
| Строка 140: | Строка 140: | ||
==== Вариант 2 ==== | ==== Вариант 2 ==== | ||
| − | <code> | + | <code>(define (fact-iter result counter) |
| − | |||
(if (= counter 0) | (if (= counter 0) | ||
result | result | ||
Версия 11:40, 2 сентября 2020
Перевод под Перфо "Введение в Scheme для школьников"
* https://ru.wikibooks.org/wiki/Введение_в_язык_Scheme_для_школьников - Оригинал Введение в Scheme для школьников
Замечания: Из-за поломки расширения подсветки синтаксиса в настройке этой вики, при попытке вставить тег подсветки синтаксиса syntaxhighlight lang="scheme" - эта вики зависает, поэтому подсветка синтаксиса не работает и теги подсветки синтаксиса syntaxhighlight надо удалять :( при копировании.
- Часть викиучебника «Лисп»
- Исходный вариант статьи (С. И. Иевлев, «Ваш новый язык — Scheme») опубликован в двух частях в журнале «Потенциал».
Вы хорошо знаете русский, возможно, неплохо уже говорите по-английски, в школе вас научили несколько необычному языку математики. Предлагаю выучить ещё один — Лисп. Точнее, один из его самых интересных диалектов — Scheme (Ским).
Содержание
Введение в синтаксис
Сперва познакомимся с несколько необычным порядком слов этого языка: «действие — предмет». Но необычен он только в сравнении с популярными языками программирования. В русском языке такая последовательность нередка:
- Сумма трёх и пяти.
- Произведение пяти, шести и семи.
- Купи в булочной батон.
Каждая законченная фраза на этом языке должна быть окружена парой круглых скобок. Запишем сказанное выше на Scheme:
(+ 3 5) (* 5 6 7) (купить булочная батон)
Можно записать выражения и посложнее:
(купить булочная батон (+ 2 1))
«Купи в булочной батоны: два плюс ещё один». Просто, не правда ли? Давайте двигаться дальше. Фраза (* 3 5) хороша, а (* width height) — лучше. Выражение (* 2 3.1415926 5) — интригующе, а (* 2 pi radius) гораздо более осмысленно. Здесь width, height — переменные, а 3 и 5 — их текущие значения.
Переменная задаётся следующей конструкцией языка:
(define имя <первоначальное значение>)
Пример:
Пример:
(define width 3)
(define height 7) (* 2 (+ width height))
Прочитаем записанное по-русски: «Положим ширина — это 3, высота — это 7, подсчитаем произведение двух и суммы ширины и высоты (например, периметр прямоугольника)». Результат такого вычисления в нашем случае будет 20.
Продолжим совершенствовать конструкции. Положим, нам требуется подсчитать сумму квадратов двух чисел. Это можно сделать, например, так:
(define a 3)
(define b 4) (+ (* a a) (* b b))
Что-то не так; мы обычно вместо «помножь переменную на саму себя» говорим «возведи в квадрат эту переменную», на Скиме — square:
(+ (square a) (square b))
«Сумма квадрата a и квадрата b». Есть задача — есть её решение. Мы можем объявить новое слово-функцию, назвать её square. Функция будет принимать в качестве параметра число и возвращать его квадрат. Делается это следующим образом:
(define (square x) (* x x))
Общий формат:
(define (название параметр параметр …) тело_функции)
Функция возвращает последнее вычисленное значение. Это означает, что следующая функция square2:
(define (square2 x) (* 2 2) (* x x))
вернёт тот же результат, что и square, перед этим умножив два на два безо всякого эффекта. Перепишем пример с суммой квадратов чисел заново:
(define a 3)
(define b 4) (define (square x) (* x x)) (+ (square a) (square b))
Нам не хватало слов в языке — мы их добавили. Вообще, когда пишете программу на Лиспе, вы описываете не алгоритм, а сначала создаёте язык, а потом на нём формулируете исходную задачу. Несколько точнее — вы «подгоняете» данный вам язык Scheme до тех пор, пока он не станет совпадать с языком, на котором задача формулируется легко.
Сразу пример. Пусть перед нами стоит задача сделать программу, которая спрашивает имя пользователя, а потом выводит ему приветствие.
Scheme предоставляет нам несколько готовых «глаголов»:
-
read - для чтения имени,
-
display - вывод чего-то на дисплее,
-
newline - вывод перевода строки.
Мы бы хотели иметь такие «глаголы»:
-
привет - для приветствия с одним параметром — именем пользователя;
-
пользователь - для получения имени пользователя, без параметров.
Наша задача выглядела бы так:
(привет (пользователь))
Дело за малым — определить привет и пользователь. Нет проблем. Вот полный текст программы.
(define (привет имя) (display "Привет, ") (display имя) (display "!") (newline))
(define (пользователь)
(write "Представьтесь:") (read))
(привет (пользователь))
Лисп — полноценный функциональный язык, а поэтому функции — полноправные члены этого языка, независимо от того, определили вы их сами, или они уже были в языке готовые. В частности, их можно передавать в качестве параметров в другие функции, а там уже делать с ними всё, что потребуется. Например, функцию «модуль числа» можно определить так:
(define (abs x)
(if (positive? x )
x
(- x)))
«Определим, что функция abs возвращает свой аргумент, если он положителен, иначе — -x». А можно и так:
(define (abs x) ((if (positive? x) + -) x))
«…если аргумент положителен, то плюс, иначе минус x». Здесь в результате исполнения выражения if возвращается функция + или -, которая затем применяется к аргументу x. Полагаю, что смысл конструкции if вам сразу ясен. Сначала проверяется первый аргумент, если он истинен, то исполняется второй аргумент, иначе третий. Общий формат таков:
(if условие <действие, если условие выполняется> <действие в противном случае>)
Где посмотреть и попробовать
В теории всё хорошо, а где немного попрактиковаться? В мире можно найти много прекрасно разработанных сред для работы со Scheme. К сожалению, большинство документации по Scheme на английском языке, но можно найти и отличные введения на русском — язык-то простой.
Кот в мешке
Простота Scheme обманчива. На самом деле — это один из самых мощных на сегодняшний день языков программирования. На основе этого языка можно изучить все известные стили и методы программирования. С частью этих приёмов мы познакомимся с вами в следующих статьях этой серии.
Упражнение
Посмотрите следующие две реализации функции вычисления факториала <math>f(n) = 1 \cdot 2 \cdots n</math>. Одна из них основана на рекурсии, а другая – на итерациях. Напишите на Scheme рекурсивную и основанную на итерациях реализации функции возведения в степень <math>f(a, n) = a^n</math>.
Вариант 1
(define (factorial n)
(if (= n 0)
1
(* n (factorial (- n 1)))))
Вариант 2
(define (fact-iter result counter)
(if (= counter 0)
result
(fact-iter (* counter result)
(- counter 1))))
(define (factorial n) (fact-iter 1 n))
