Scheme

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Scheme (prononcer « skim' ») est un langage de programmation dérivé du langage fonctionnel Lisp, créé dans les années 1970 au Massachusetts Institute of Technology (MIT) par Gerald Jay Sussman et Guy L. Steele.

Le but des créateurs du langage était d'épurer le langage Lisp en conservant les aspects essentiels, la flexibilité et la puissance expressive. Scheme a donc une syntaxe extrêmement simple, avec un nombre très limité de mots-clé. Comme en Lisp, la notation préfixée permet de s'affranchir des opérateurs de précédence. De plus, la puissance des macros de Scheme lui permet de s'adapter à n'importe quel problème, notamment de le rendre orienté objet et donc multi-paradigme.

La spécification de Scheme précise que tous les produits doivent optimiser le cas de la récursion terminale.

Les types de données de base de Scheme sont les booléens, les nombres, qui peuvent être entiers de taille indéfinie, rationnels ou complexes, les caractères ou les symboles, qui sont des variables.

À ceux-là s'ajoutent des types de données composites suivants : chaînes de caractères, vecteurs, paires orientées, listes, listes associatives, tables de hachage et un type particulier générique, la S-expression, dont tous les autres types dérivent, rendant possible la métaprogrammation, c'est-à-dire la possibilité d'étendre le langage avec de nouveaux opérateurs spéciaux.

[modifier] Exemples de code

Les variables sont typées dynamiquement et leur portée est lexicale :

(define var1 value)
 
  (let ((var2 value))
    ...)

Listes :

(cons 1 (cons 2 (cons 3 (cons 4 '()))))

Cette concaténation peut être abrégée en

(list 1 2 3 4)

ou en

'(1 2 3 4)

Fonctions : elles sont définies comme des lambda-expressions

(define fun
    (lambda (arg1 arg2)
       ...))

ou plus simplement

(define (fun arg1 arg2)
    ...)

Application à une liste :

(apply fun (list value1 value2))

Evaluations conditionnelles :

(cond (test1 expr1)
        (test2 expr2)
        ...
        (else exprn))

et aussi

(if condition
        then-expr
        else-expr)

Exemple 1 - calcul d'une factorielle :

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

 (factorial 5)
 ;; => 120

Exemple 2 - définition d'une fonction map, qui applique une lambda-expression (qui élève son argument au carré) à tous les éléments d'une liste:

(define (map f lst)
    (cond ((null? lst) lst)
          (else (cons (f (car lst))
                      (map f (cdr lst))))))

 (map (lambda (x) (* x x)) '(1 2 3 4))
 ;;  => (1 4 9 16)

Versions tail-récursives des deux exemples précédents :

(define (factorial n)
    (let loop ((fact 1)
               (n n))
      (cond ((= n 0) fact)
            (else (loop (* n fact) (- n 1))))))

 (factorial 5)
 ;; => 120

(define (map f lst)
    (do ((lst lst (cdr lst))
         (res '() (cons (f (car lst)) res)))
        ((null? lst) (reverse res))))

 (map (lambda (x) (* x x)) '(1 2 3 4))
 ;; => (1 4 9 16)

[modifier] Mises en œuvre

Scheme est, avec Common Lisp, le Lisp le plus populaire. Le langage est défini par le document R6RS (Revised⁶ Report on the Algorithmic Language Scheme : Sixième révision du rapport sur le langage algorithmique Scheme).

Les principales implémentations de Scheme sont:

Chez Scheme, un interpréteur Scheme gratuit et compilateur commercial pour Microsoft Windows et plusieurs systèmes Unix
Chicken est compilateur Scheme-vers-C.
Gambit est un compilateur Scheme-vers-C conforme à R5RS.
Guile est le langage d'extension du projet GNU. L'interpréteur Scheme est une bibliothèque qui peut servir comme langage de script pour des applications.
PLT Scheme, une suite de programmes incluant un interpréteur (MzScheme), un outil de développement graphique(MrEd), un éditeur orienté pédagogie (DrScheme), et divers composants incluant des bibliothèques Component object model (COM) et ODBC.
Scsh ou Scheme Shell est un produit R5RS utilisable comme langage de script système et interpréteur de commandes.
Gauche est un produit R5RS multilingue sous licence BSD, pour programmeurs et administrateurs systèmes.
Bigloo est un compilateur Scheme-vers-C et Scheme-vers-Java qui produit des exécutables compacts et rapides, doté d'un nombre relativement important de bibliothèques.
STklos est un produit libre du langage Scheme de l'Université de Nice qui est légère et efficace.
Le logiciel de retouche d'images Gimp inclut un interpréteur d'un langage dérivé de Scheme, SIOD (Scheme In One Defun) pour scripter (appelé script-fu) certaines manipulations d'image.
D'autres produits se trouvent sur la schemers.org FAQ

[modifier] Liens externes

Le standard Scheme.
Une collection de ressources.
Scheme Requests for Implementation (SRFI)
« Structure and Interpretation of Computer Programs » Abelson et Sussman. Un cours d'exceptionnelle qualité, avec vidéo en ligne[1]. Ce livre dépasse le cadre de l'enseignement du langage, et enseigne les fondements des langages de programmation. Sert de support de cours depuis de nombreuses années au MIT.
How to Design Programs. Autre cours de Scheme.
Teach Yourself Scheme. Un autre cours, destiné aux débutants.
The Scheme Programming Language écrit par R. Kent Dybvig.
Une bibliothèque d'articles de recherche donne des liens vers les articles originaux qui ont donné naissance au langage.
Cours de Scheme Quelques cours de scheme basés sur les cours donnés en 1^re année de deug mias
Cours de scheme en video par Abelson & Sussman du MIT
DrPubaGump, un interpréteur PubaGump (sous ensemble de BASIC) vers Scheme écrit en Scheme.