Scheme编程教程

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Scheme 是一种极简主义的 Lisp 方言，以其简洁优雅而闻名。本教程将涵盖基础知识，助您快速入门。

1. 基础语法与概念

运行 Scheme

您需要一个 Scheme 解释器（如 Racket、Guile 或 Chez Scheme）
代码通常写在 .scm 文件中，或在 REPL（读取-求值-输出循环）中输入

表达式与括号

Scheme 中的所有内容都是返回值的表达式
括号用于函数调用和分组
格式：(函数参数1 参数2 ...)

2. 基础数据类型

; 数字
42          ; 整数
3.14        ; 浮点数
1/2         ; 有理数

; 布尔值
#t          ; 真
#f         ; 假

; 字符串
"hello"     ; 字符串字面量

; 符号
'hello      ; 符号（用 ' 引用）

3. 基础运算

; 算术运算
(+ 2 3)        ; 5
(- 10 4)       ; 6
(* 3 4)        ; 12
(/ 15 3)       ; 5

; 比较运算
(= 5 5)        ; #t
(< 3 7)        ; #t
(> 10 5)       ; #t

4. 定义变量

; 定义全局变量
(define x 10)

; 使用变量
(+ x 5)        ; 15

5. 函数

定义函数

; 基础函数定义
(define square
  (lambda (x)    ; lambda 创建匿名函数
    (* x x)))

(square 4)     ; 16

多参数函数

(define add
  (lambda (x y)
    (+ x y)))

(add 3 5)      ; 8

简写定义

; 替代语法（语法糖）
(define (multiply x y)
  (* x y))

(multiply 2 3) ; 6

6. 条件判断

If 语句

(define (is-positive? n)
  (if (> n 0)
      #t
      #f))

(is-positive? 5)   ; #t
(is-positive? -2)  ; #f

Cond（多条件判断）

(define (number-type n)
  (cond
    ((> n 0) "正数")
    ((< n 0) "负数")
    (else "零")))

(number-type 5)    ; "正数"
(number-type 0)    ; "零"

7. 列表

创建列表

; 使用引号
'(1 2 3)          ; 数字列表

; 使用 list 函数
(list 1 2 3)      ; 同上

; 使用 cons（构造）
(cons 1 '(2 3))   ; 同上

列表操作

(car '(1 2 3))    ; 1（首元素）
(cdr '(1 2 3))    ; (2 3)（剩余列表）
(null? '())       ; #t（检查是否为空）
(length '(1 2 3)) ; 3

8. 递归

简单递归

(define (factorial n)
  (if (= n 0)
      1
      (* n (factorial (- n 1)))))

(factorial 5)     ; 120 (5 * 4 * 3 * 2 * 1)

列表递归

(define (sum-list lst)
  (if (null? lst)
      0
      (+ (car lst) (sum-list (cdr lst)))))

(sum-list '(1 2 3 4))  ; 10

9. 高阶函数

映射

(map square '(1 2 3 4))    ; (1 4 9 16)
(map + '(1 2 3) '(4 5 6))  ; (5 7 9)

过滤

(define (even? n) (= (remainder n 2) 0))
(filter even? '(1 2 3 4 5 6))  ; (2 4 6)

10. Let 绑定

; 局部变量绑定
(define (circle-area r)
  (let ((pi 3.14159))
    (* pi (square r))))

(circle-area 2)    ; 12.56636

11. 输入/输出

; 显示输出
(display "Hello, Scheme!")
(newline)

; 读取输入（具体实现可能有所不同）
(define name (read))
(display "Hello, ")
(display name)

12. 示例程序

这是一个结合多个概念的完整程序：

; 计算数字列表平均值的程序
(define (average lst)
  (define (sum lst)
    (if (null? lst)
        0
        (+ (car lst) (sum (cdr lst)))))
  (define len (length lst))
  (if (= len 0)
      0
      (/ (sum lst) len)))

; 测试程序
(display (average '(1 2 3 4 5)))  ; 3
(newline)
(display (average '()))           ; 0

Scheme 的主要特性

极简主义：核心语言小巧但功能强大
函数式：强调纯函数和不可变性
前缀表示法：所有操作使用前缀语法
一等函数：函数可以作为参数传递
尾调用优化：高效的递归处理

学习建议

在 REPL 中练习以查看即时结果
从简单函数开始，逐步构建复杂功能
对列表处理使用递归思维
使用适当的缩进来管理括号
尝试使用高阶函数

本教程涵盖了 Scheme 的核心概念。要加深理解，请尝试：

编写更复杂的递归函数
探索宏系统（高级主题）
构建小型项目，如计算器或列表处理器
学习 Scheme 的标准库（因实现而异）

需要我详细说明任何特定部分或提供更多示例吗？

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