-{Scheme}- je multiparadigmatski programski jezik opšte namene. Nastao je 1970-ih godina pod uticajem jednog imperativnog (Algol-60) i jednog funkcionalnog (Lisp) programskog jezika. -{Scheme}- je u početku bio zvan -{"Schemer"}-, u skladu sa tradicijom imenovanja jezika koji potiču od Lisp-a (kao što su npr. -{Planner}- ili -{Conniver}-).

-{Scheme}- su 1975. godine predstavili -{Gerald J. Sussman}- i -{Guy L. Steele}- serijom papira na koje se sada referiše kao "Lambda papiri". Razvijen je u MIT-ovim laboratorijama, prvobitno namenjen za istraživanja i podučavanje studenata.

Smatra se jednim od dva glavna dijalekta programskog jezika Lisp. Za razliku od -{Common Lisp}--a, drugog glavnog dijalekta, Scheme prati filozofiju minimalističkog dizajna definisanjnem malog standardnog jezgra jezika (primitivnih konstrukata), ali sa moćnim alatima za proširenje jezika. Jezik definišu dva standarda: -{IEEE 1178-1990 (R1995)}- – službeni standard1178-1990 IEEE Standard for the Scheme Programming Language; IEEE proizvođački broj -{STDPD14209}-; ratifikovan na sastanku -{IEEE-SA Standards Board}- komisije za pregled standarda -{(RevCom)}-; 26. mart 2008; NAPOMENA: ovaj dokument nije dostupan na Internetu, ali se može kupiti. -{RnRS (Revisednth Report on the Algorithmic Language Scheme) - de facto}- standard Poslednji ratifikovan je -{R7RS}- (2013), dok je najčešče implementiran standard -{R5RS}- (1998).Revised5 Report on the Algorithmic Language Scheme; Richard Kelsey, William Clinger, Jonathan Rees, i drugi; -{Kluwer Academic Publishers}-, avgust 1998.

Zbog svoje kompaktnosti i elegancije, -{Scheme}- je programski jezik koji se koristi u raznovrsne namene. Međutim, zbog svoje minimalističke filozofije i standarda, nastale su i raznovrsne implementacije i nadogradnje jezika, što dovodi do nekompatibilnosti kodova pisanih u različitim implementacijama. Razilaženja u implementacijama su mnogobrojna, toliko da -{Scheme}--ov upravni odbor naziva -{Scheme}- "najnekompatibilnijim programskim jezikom na svetu", pritom govoreći radije o -{Scheme}--u kao o kolekciji dijalekata umesto jedinstvenom jeziku.

Razvoj jezika

Poreklo -{Scheme}- je nastao 1970-ih kao pokušaj da se razume -{Carl Hewitt}--ov matematički -{Actor model}-. U tu svrhu su -{Sussman}- i -{Steele}- napisali “mali Lisp prevodilac”, koristeći se dijalektom -{MacLisp}- kome su pridodali mehanizam za kreiranje aktera i slanje poruka.399-404.pdf%20 The First Report on Scheme Revisited(PDF); Gerald Jay Sussman, Guy L. Steele, Jr; Kluwer Academic Publishers, Boston, decembar 1998.; serijska publikacija -{ISSN}-: 1388-3690; Posećeno 9.8.2012.

Uticaj -{Scheme}- je prvi dijalekat Lisp-a koji je zahtevao samu implementaciju kako bi se izvela eliminacija repne rekurzije, dajući time veću podršku funkcionalnom programiranju, kao i drugim tehnikama koje koriste rekurziju. Smatra se da je -{Scheme}- imao veliki uticaj na nastanak i razvoj drugog dijalekta Lisp-a, -{Common Lisp}- jezika.Common LISP: The Language, 2nd Ed., Guy L. Steele Jr. Digital Press; 1981. knjiški broj ISBN978-1-55558-041-4. -{"Common Lisp is a new dialect of Lisp, a successor to MacLisp, influenced strongly by ZetaLisp and to some extent by Scheme and InterLisp."}-

-{R7RS}- standard Prethodni standard -{R6RS}- je izazvao mnogo kontroverznosti zbog svoje glomaznosti, što je odudaralo od prvobitne minimalističke filozofije. Stoga je -{Scheme}--ov upravni odbor koji nadgleda standardizacije 2009. godine objavio nameru da se -{Scheme}- podeli na dva jezika – jedan veliki moderni programski jezik pogodan za praktičnu upotrebu i jedan mali pogodan za istraživanja, koji bi bio podskup velikog, pri čemu bi se zadržao samo minimalni podskup podržanih koncepata.

Karakteristike jezika -{Scheme}- je prvi, u familiju Lisp jezika, uveo statički doseg identifikatora (). Memorijski prostor za podatke se alocira dinamički i automatski dealocira pomoću sakupljača otpada (). -{Scheme}- je jako tipiziran programski jezik, čiji se parametri prenose po vrednosti. Funkije u -{Scheme}--u se tretiraju jednako sa ostalim tipovima podataka. -{Scheme}- ima svojstvo homoikoničnosti. Implementacije repne rekurzije se obavljaju pomoću naredbi skoka, pa se time izbegava nepotrebna upotreba memorijskog prostora.The Scheme Programming Language, 4th Edition,Chapter 1. Introduction, R. Kent Dybvig; The MIT Press; September 30, 2009 Tipovi podataka Bulov tip podatka U -{Scheme}--u dve Bulove vrednosti se označavaju sa #t za tačno i #f za netačno (ili #T i #F), ali se i prazna lista može koristiti kao oznaka za netačno u nekim implementacijama, dok je bilo koja neprazna lista oznaka za tačno. Za proveru da li je neki tip podatka Bulov, koristi se predikatska funkcija boolean?. (boolean? #t) ===> #t (boolean? "Hello, World!") ===> #f Funkcija not se koristi za invertovanje Bulovih vrednosti. (not #f) ===> #t (not #t) ===> #f (not "Hello, World!") ===> #f Poslednji primer ilustruje da će -{Scheme}- svaku vrednost različitu od #f tretirati kao #t. Numerički tipovi Numerički tipovi u -{Scheme}--u su: celobrojni (42), racionalni (22/7), realni (3.14) i kompleksni (2+3i). Celobrojni tipovi ne moraju biti zapisani dekadno, već mogu i binarno, oktalno ili heksadekadno, pomoću prefiksa #b, #o, #x. Na primer, #b1010 je zapis broja deset u binarnom sistemu. Karakteri Karakteri u -{Scheme}--u se predstavljaju pomoću prefiksa #\ ispred željenog karaktera. Na primer, #\c predstavlja karakter -{c}-. Neki karakteri, kao što su beline, imaju opisna imena: #\newline, #\tab, #\space. Za proveru da li je tip podatka karakter, koristi se predikatska funkcija char?. Još neke od predikatskih funkcija za rad sa karakterima su: char=?, char<?, char<=?, char>?, char>=? (ako char zamenimo sa char-ic, dobijamo funkcije koje ne prave razluku između malih i velikih slova). Primeri: (char? #\c) ===> #t (char? 1) ===> #f (char? #\;) ===> #t (char=? #\a #\a) ===> #t (char<? #\a #\b) ===> #t (char>=? #\a #\b) ===> #f (char-ci=? #\a #\A) ===> #t (char-ci<? #\a #\B) ===> #t Za konverziju velikih u mala slova i obrnuto, koriste se funkcije char‑downcase i char‑upcase. Simboli Simboli se koriste kao identifikatori. Zadaju se sekvencom karaktera i jedino ograničenje prilikom zadavanja imena simbola jeste da se ne pomešaju sa ostalim tipovima podataka. Tako, simbol može biti ovo-je-simbol, <=>, !#$*, i24o, ali ne 16, -i, #t, "ovo-je-string". Zbog upotrebe kao identifikatora, simboli se evaluiraju u onu vrednost koju imenuju. Da ih -{Scheme}- ne bi tako evaluirao, potrebno je koristiti standardnu formu quote: (quote xyz) ===> xyz Zbog česte upotrebe, moguće je quote zameniti sa ', pa je (quote xyz) ekvivalentno sa 'xyz.

Za proveru da li je neki tip podatka simbol, koristi se predikatska funkcija symbol?: (define xyz 10) (symbol? 'xyz) ===> #t (symbol? xyz) ===> #f ; jer se xyz evaluira kao 10 (symbol? 42) ===> #f Niske i vektori Niske (stringovi) predstavljaju nizove karaktera. Definišu se umetanjem željenih karaktera između dva znaka navodnika. "Zdravo, svete!" ===> "Zdravo, svete!" Vektori su slični niskama, ali njihovi elementi ne moraju biti isključivo karakteri. Dakle, vektori za svoje elemente mogu imati bilo šta, pa čak i same vektore. Vektori imaju znak # kao svoj prefiks, za kojim sledi par zagrada u kojima su navedeni elementi, isključivo odvojeni razmakom. Na primer, #(0 1 2 3). Funkcije za rad sa niskama i vektorima su gotovo identične. Za kreiranje niske, odnosno vektora, koristi se funkicja string, odnosno vector.Za alokaciju niske (vektora) određene dužine, koristi se make-string (make-vector).Postavljane pojedinačnih elemenata niske (vektora) na određenu vrednost se vrši pomoću funkcije string-set! (vector-set!). Za referisanje na pojedinačan element niske (vektora), koristi se string-ref (vector-ref). Provera da li je niska (vektor) se obavlja predikatskom funkcijom string? (vector?). (define zdravo (string #\Z #\d #\r #\a #\v #\o)) zdravo ===> "Zdravo" (string-ref zdravo 0) ===> #\Z

(define v (make-vector 2 0)) v ===> #(0 0) (vector-set! v 0 10) v ===> #(10 0) Uređeni parovi i liste Par je struktura podataka koja se sastoji od dva elementa, proizvoljnog tipa. Elementi para se tradicionalno označavaju sa car, prvi element para i cdr, drugi element para. Upravo tako izgledaju i funkcije za pristup elementima para, car i cdr. Za konstrukciju para se koristi funkcija cons. (cons 1 #t) ===> (1 . #t) (car (cons 1 #t)) ===> 1 (cdr (cons 1 #t)) ===> #t Liste su specijalni slučaj ugnježdenih parova. Kod lista svaki drugi član para je opet par, sve do poslednjeg koji sadrži praznu listu, (), kao svoj drugi element. (cons 1 (cons 2 (cons 3 (cons 4 '())))) ===> (1 2 3 4) Konverzije između tipova podataka -{Scheme}- poseduje veliki broj funkcija za konverziju jednog tipa podatka u drugi. U tabeli Standardne procedure definisane R5RS standardom su navedeni tipovi konverzija koje -{Scheme}- podržava. Primer: (string->list "hello") ===> (#\h #\e #\l #\l #\o) (number->string 16) ===> "16" (string->number "16") ===> 16 (string->number "Ovo nije broj!") ===> #f (string->number "1010" 2) ===> 10 ; jer je "1010" zapis boja deset u binarnom sistemu

Primitivne numeričke funkcije -{Scheme}- sadrži primitivne funkicje za osnovne aritmetičke operacije. To su +, -, * i / za sabiranje, oduzimanje, množenje i deljenje. + i * mogu imati nula ili više parametara. Ako se +, odnosno *, pozove bez parametara, vraća se 0, odnosno 1. U slučaju da se proslede argumenti, vrši se njihovo sabiranje, odnosno množenje. - i / mogu imati jedan ili više parametara. Za -, u slučaju više od jednog argumenta, od prvog se oduzimaju ostali, a slično i za /. U slučaju jednog argumenta, za - se vraća suprotan broj vrednost, a za / recipročna vrednost. Primeri: Izraz Rezultat 175 175 (+) 0 (* 7 8) 56 (+ 10 12 14) 36 (- 24 (* 2 6)) 12 (/ 28 7 2) 2 (/ 4) 0.25 Postoji i veliki broj drugih numeričkih funkcija u -{Scheme}--u, među kojima su mod, round, max, min, log, sin, expt i sqrt. Numeričke predikatske funkcije Predikatska funkcija je ona koja vraća Bulov tip podatka. -{Scheme}- poseduje kolekciju predikatskih funkcija za numeričke tipove. Među njima su: Funkcija Značenje = Jednako <> Različito > Veće od < Manje od >= Veće ili jednako <= Manje ili jednako number? Da li je broj? integer? Da li je ceo broj? rational? Da li je racionalan broj? real? Da li je realan broj? complex? Da li je kompleksan broj? even? Da li je paran? odd? Da li je neparan? zero? Da li je nula? Imena svih predikatskih funkcija se završavaju upitnikom. Definisanje funkcija -{Scheme}- program jeste kolekcija funkcija, pa pisanje programa podrazumeva definisanje velikog broja funkcija. Bezimena funkcija se konstruiše pomoću ključne reči lambda i predstavlja lambda izraz. Na primer, (lambda (x) (* x x)) je bezimena funkcija koja vraća kvadrat svog numeričkog argumenta. Ova funkcija se može koristiti kao i bilo koja imenovana funkcija, tako što se stavi na početak liste koja sadrži argument funkcije. Na primer, sledeći izraz vraća 49:((lambda (x) (* x x)) 7)Lambda izrazi mogu imati i veći broj argumenata.

Scheme-ova funkcija specijalne forme define služi da veže ime za vrednost ili lambda izraz. (define simbol izraz) se koristi da veže ime za vrednost. Na primer: (define pi 3.14159) (define two_pi (* 2 pi)) Nakon ovoga -{pi}- će se interpretirati kao 3.14159, a -{two_pi}- kao 6.28318.Druga upotreba define funkcije jeste da veže lambda izraz za ime. U ovom slučaju, define uzima dve liste kao argumente. Prva sadrži prototip funkcije, ime za kojim slede argumenti. Druga sadrži izraz za koji se ime vezuje. Ovo se može opisati sledećim izrazom, define (ime_funkcije parametri) (izraz))Primer korišćenja: (define (kvadrat broj) (* broj broj) ) (kvadrat 5) ===> 25 Još jedan primer: (define (hipotenuza kateta1 kateta2) (sqrt (+ (kvadrat kateta1) (kvadrat kateta2))) ) (hipotenuza 3 4) ===> 5

Kontrola toka