Scheme

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア（Wikipedia）』
曖昧さ回避 この項目こうもくでは、プログラミング言語げんごについて説明せつめいしています。その他たの語句ごくについては「スキーム (曖昧あいまいさ回避かいひ)」、「スキーマ (曖昧あいまいさ回避かいひ)」をご覧らんください。
Scheme
Scheme
Schemeのロゴ
パラダイム 関数かんすう型がたプログラミング、手続てつづき型がたプログラミング、メタプログラミング、命令めいれい型がたプログラミング ウィキデータを編集
登場とうじょう時期じき 1975年ねん (49年ねん前まえ) (1975)
設計せっけい者しゃ ガイ・L・スティール・ジュニア、ジェラルド・ジェイ・サスマン
最新さいしんリリース R7RS-small / 2013[1]
型付かたつけ 強つよい、動的どうてき型付かたつけ
主おもな処理しょり系けい Gauche、Racket、MIT/GNU Scheme、Scheme 48、Guile、Chez Scheme
影響えいきょうを受うけた言語げんご LISP、ALGOL、MDL (プログラミング言語げんご) ウィキデータを編集
影響えいきょうを与あたえた言語げんご Clojure、Common Lisp、Dylan、Egison、EuLisp、Haskell、Hop、JavaScript、Julia、Lua、MultiLisp、Python、R、Racket、Ruby、Rust[2]、S、Scala、T
ウェブサイト www.scheme-reports.org ウィキデータを編集
拡張子かくちょうし scm、ss ウィキデータを編集
テンプレートを表示ひょうじ

Scheme（スキーム）はコンピュータ・プログラミング言語げんご LISPの方言ほうげんのひとつで、静的せいてきスコープなどが特徴とくちょうである。仕様しよう（2017年ねん現在げんざい、改あらため7版はんまで存在そんざいする）を指さすこともあれば、実装じっそうを指さすこともある。Schemeにより、LISP方言ほうげんに静的せいてきスコープが広ひろめられた。

概要がいよう[編集へんしゅう]

Schemeは、MIT AIラボにて、ジェラルド・ジェイ・サスマンとガイ・スティール・ジュニアによって1975年ねん頃ごろに基本きほん的てきな設計せっけいがなされた。動機どうきは、カール・ヒューイットの提案ていあんによるエレガントな並行へいこう計算けいさんモデル「アクター」と、同おなじくその言語げんごのPLASMA（Planner-73）を理解りかいするためであった。

静的せいてきスコープ（ALGOL由来ゆらいとされる[注釈ちゅうしゃく 1]）は、状態じょうたいを持もつデータであるアクタ（クロージャ[注釈ちゅうしゃく 2]）の実現じつげん以外いがいにも、lambda 構文こうぶんを用もちいたλらむだ計算けいさん[注釈ちゅうしゃく 3]や末尾まつび再帰さいき[注釈ちゅうしゃく 4]の最適さいてき化かに不可欠ふかけつな機構きこうであった。

また、プログラムの制御せいぎょ理論りろんから当時とうじ出でてきた継続けいぞく[注釈ちゅうしゃく 5]及およびアクタ理論りろんにおけるアクタへのメッセージ渡わたし[注釈ちゅうしゃく 6]の概念がいねんから触発しょくはつされた継続けいぞく渡わたし形式けいしき[注釈ちゅうしゃく 7][注釈ちゅうしゃく 8]と呼よばれるプログラミング手法しゅほうは以後いごの継続けいぞくの研究けんきゅうに大おおきな影響えいきょうを与あたえた。

歴史れきし[編集へんしゅう]

MIT人工じんこう知能ちのう研究所けんきゅうじょにおいては以下いかのとおりLISPに始はじまるいくつかの言語げんごが作つくられた。

年とし 言語げんご 作者さくしゃ
1960年ねん LISP マッカーシー、他た
1964年ねん Meteor ボブロウ
1969年ねん Convert ガズマン
1969年ねん Planner ヒューイット
1970年ねん Muddle サスマン、ヒューイット、他た
1971年ねん Micro-Planner サスマン、他た
1972年ねん Conniver サスマン、他た
1973年ねん Plasma ヒューイット、他た
1975年ねん Schemer サスマン、スティール

この中なかでカール・ヒューイットが設計せっけいした規則きそくベースの言語げんご Planner はあまりに複雑ふくざつな機構きこうを持もっていたため当初とうしょ設計せっけいされた全ぜん機能きのうの実装じっそうは困難こんなんであり[注釈ちゅうしゃく 9]、サスマン等とうはそれをサブセット言語げんごの Micro-Planner として実現じつげんし、さらには、 Planner の流ながれを汲くんだ独自どくじ言語げんごとして Conniver を作成さくせいした。

同おなじくカール・ヒューイットが設計せっけいしたアクタ言語げんご Plasma (Planner-73) も複雑ふくざつな機構きこうを持もっていたため、MacLisp による実装じっそうが存在そんざいしたものの、その動作どうさの仕組しくみを理解りかいするのは困難こんなんであった。サスマン及およびガイ・スティール・ジュニアは Plasma を理解りかいするために、不要ふような機能きのうを省はぶいた LISP 構文こうぶんを持もつ小ちいさな Plasma を設計せっけいした。

上記じょうきの Plasma からその小ちいさな Plasma の設計せっけいに至いたる過程かていは Planner から Micro-Planner 及および Conniver へ至いたる過程かていを彷彿ほうふつとさせるものであったため、その言語げんごは Planner（計画けいかくする者もの）及および Conniver（策略さくりゃくを巡めぐらす者もの）の次つぎという意味いみで当初とうしょ Schemer（陰謀いんぼうを企くわだてる者もの）と名付なづけられた。しかし、当時とうじのオペレーティングシステムのファイルシステムの制限せいげんからファイル名めいが6文字もじに切きられたことから Scheme という名前なまえが使つかわれるようになった。

機能きのう[編集へんしゅう]

静的せいてきスコープ[編集へんしゅう]

詳細しょうさいは「静的せいてきスコープ」を参照さんしょう
「動的どうてきスコープ」も参照さんしょう

マッカーシーが1979年ねんに回顧かいこで、1960年ねんの最初さいしょのLISP（LISP I）に関かんして「In modern terminology, lexical scoping was wanted, and dynamic scoping was obtained.」と書かいているように[3]、計算けいさん理論りろん的てきにも静的せいてきスコープが本来ほんらいは「正当せいとう」であり、動的どうてきスコープは、言いってしまえばある種しゅの安易あんいなインタプリタの実装じっそう手法しゅほうが招まねく「バグ」である（有用ゆうようなことも多おおいが）。

ガイ・スティールは、1962年ねんの LISP 1.5 からの変更へんこう点てんとして最初さいしょに静的せいてきスコープの採用さいようと実装じっそうを挙あげており、サスマンが静的せいてきスコープを実装じっそうしたALGOL 60に関かんして持もっていた興味きょうみからによるもので、ALGOLの直接ちょくせつの影響えいきょうだと述のべている。[4]

ただし、1962年ねんの LISP 1.5 も1960年代ねんだい後半こうはんの Maclisp もスコープの変数へんすう束縛そくばくに関かんしては色々いろいろと不完全ふかんぜんだった。[5]

FUNARG問題もんだい（英語えいご版ばん）としてLISPの初期しょきから既すでに認識にんしきされ議論ぎろんされていたことでもあり、必かならずしも1975年ねんのSchemeから始はじまったとは言いえないが、Scheme以後いごのLISP方言ほうげんに静的せいてきスコープが広ひろまったのはSchemeからの影響えいきょうと言いってよく、殊ことにCommon Lispは特筆とくひつされる。

継続けいぞく[編集へんしゅう]

call-with-current-continuation[編集へんしゅう]

Scheme はcall-with-current-continuation（英語えいご版ばん）（略称りゃくしょう：call/cc）と呼よばれる[注釈ちゅうしゃく 10]ピーター・ランディンやジョン・レイノルズに始はじまる脱出だっしゅつオペレータ[注釈ちゅうしゃく 11]の命令めいれいを提供ていきょうする。

言語げんご仕様しよう[編集へんしゅう]

Scheme の言語げんご仕様しようはIEEEによって公式こうしきに定さだめられ[6]、その仕様しようは「Revisedn Report on the Algorithmic Language Scheme (RnRS)」と呼よばれている。2016年ねん現在げんざい広ひろく実装じっそうされているものは改訂かいてい第だい五ご版はんに当あたるR5RS（1998年ねん）である。

なお、2007年ねん9月がつに「The Revised6 Report on the Algorithmic Language Scheme (R6RS)」[7]が成立せいりつした。4部ぶ構成こうせいとなり、R5RSに比くらべおよそ3倍ばいの文章ぶんしょう量りょうとなった。R5RSまでは小ちいさな言語げんご仕様しように対たいしてのこだわりが見みられたが、Unicode サポート等とうの実用じつよう的てきな言語げんごとして必要ひつような要素ようそが盛もり込こまれている点てんが特徴とくちょう的てきである。しかし、多おおくの機能きのうが盛もり込こまれたにもかかわらず細部さいぶの練ねりこみが不十分ふじゅうぶんであるといった批判ひはんもあり、非公式ひこうしきにR5RSを拡張かくちょうする形かたちでERR5RS (Extended R5RS Scheme) という規格きかくを検討けんとうする党派とうはも現あらわれている。

2009年ねん8月がつ、Scheme 言語げんご運営うんえい委員いいん会かいは、Scheme を大だい規模きぼバージョンと、大だい規模きぼバージョンのサブセットとなる小ちいさな言語げんご仕様しようのふたつの言語げんごに分割ぶんかつすることを推奨すいしょうする意向いこうを発表はっぴょうした[8]。

2013年ねん7月がつ、「The Revised7 Report on the Algorithmic Language Scheme (R7RS)」[9] (small language) が成立せいりつした。

仕様しようの決定けってい[編集へんしゅう]

実装じっそう[編集へんしゅう]

Scheme の仕様しよう書しょはR5RSだと50ページにも満みたないため、かなりの数かずの実装じっそうが存在そんざいする。

  • Bigloo - 高速こうそくな実行じっこうファイルを作つくるコンパイラ。
  • BiwaScheme - JavaScript による実装じっそう。ブラウザ上じょうで動作どうさする。
  • Chez Scheme - もと商用しょうようだったが、現在げんざいはオープンソースの高速こうそくな実装じっそう。
  • Chicken - 可か搬性の高たかい実用じつよう的てきコンパイラ。
  • Gauche - インタプリタ。多言たげん語ごへの対応たいおう、STklos を発展はってんさせた（メタ）オブジェクトシステムを持もつ。
  • Gambit（英語えいご版ばん） - Schemeインタプリタ及およびScheme→Cコンパイラ。
  • GNU Guile - GNU の公式こうしきな拡張かくちょう用よう言語げんご。Scheme を元もとにしている。
  • HScheme
  • IronScheme
  • Jscheme
  • JAKLD - Java アプリケーション組くみ込こみ用ようのLISPドライバ
  • Kawa - GNUプロジェクトのひとつ。Scheme プログラムを Java 仮想かそう機械きかい用ようにコンパイル可能かのう。
  • Larceny - IA-32、SPARC の機械きかい語ごを出力しゅつりょく。IEEE/ANSI、R5RS、ERR5RS, R6RS準拠じゅんきょ。
  • LispMe - Palm OS 用ようの実装じっそう。無料むりょう。
  • MIT Scheme - x86アーキテクチャ用ようの Scheme 実装じっそう。無料むりょう。
  • Mosh - R6RS準拠じゅんきょの高速こうそくなインタプリタFFI、ソケットなどの拡張かくちょうも。
  • Ocs
  • PocketScheme - Windows CE 用ようの実装じっそう。
  • Racket - 旧称きゅうしょう PLT Scheme。教育きょういく用ようの豪華ごうかな開発かいはつ環境かんきょう、柔軟じゅうなんなシステムで広ひろく使つかわれる。
  • QScheme
  • rhizome/pi
  • Scheme48
  • SECDR-Scheme - Lispkit Lisp 拡張かくちょうによる（並列へいれつ）Scheme。
  • SigScheme - アプリケーション組くみ込こみを目的もくてきとしたR5RS準拠じゅんきょの実装じっそう。uimで使用しようされている。
  • SISC - Second Interpreter of Scheme Code。Java 仮想かそう機械きかい上じょうで動作どうさするR5RS準拠じゅんきょの実装じっそう。Java オブジェクトを Scheme 上うえから利用りようすることが可能かのう。
  • TinyScheme - 非常ひじょうに小ちいさい実装じっそう。Zaurusなどでも走はしる。正規せいき表現ひょうげんやソケット通信つうしんもサポート。
  • Vx-scheme - VxWorks 用ようの実装じっそう。
  • Ypsilon - R6RSに準拠じゅんきょするリアルタイムアプリケーション向むけの実装じっそう。

SRFI（サーフィ）[編集へんしゅう]

Scheme は言語げんご機能きのうを必要ひつよう十じゅう分ぶんの最低限さいていげんまで単純たんじゅん化かすることを目指めざした言語げんごである。そのため仕様しよう書しょが簡素かんそな反面はんめん、実用じつように際さいして各種かくしゅのライブラリが乱立らんりつし、移植いしょく性せいが問題もんだいになっていた。そこで実装じっそう間あいだの統一とういつをとるため、コミュニティ内ないの議論ぎろんを集約しゅうやくしているのが「Scheme Requests for Implementation (SRFI)」である。SRFI ではライブラリ仕様しよう、言語げんご拡張かくちょう仕様しようなどがインデックス化かされており、SRFI 準拠じゅんきょの実装じっそう系けいは「◯◯に準拠じゅんきょ」といった形かたちで利用りよう者しゃの便宜べんぎを図はかることができる。

なお、Scheme では言語げんご機能きのうとライブラリ機能きのうは分わけて考かんがえられているため、SRFI と Scheme 言語げんご仕様しようのコミュニティは原則げんそく分離ぶんりしている。

応用おうよう[編集へんしゅう]

Scheme はしばしば他たのアプリケーションの拡張かくちょう用よう言語げんごとして使つかわれる。代表だいひょう的てきなアプリケーションには以下いかのようなものがある。

より専門せんもん的てきな応用おうようとしては、映画えいがファイナルファンタジーのために3Dレンダリングエンジンに Scheme インタプリタを組くみ込こんだ例れい[10]や、リトルウイングのピンボールコンストラクションシステムの記述きじゅつに Scheme を使つかった例れい[11]がある。

Android 用ようの App Inventor では、Scheme コンパイラである Kawa を使つかってJava仮想かそうマシン用ようのバイトコードを生成せいせいしている。

出典しゅってん[編集へんしゅう]

ラムダ論文ろんぶん一覧いちらん[編集へんしゅう]

Scheme が発表はっぴょうされた一連いちれんの論文ろんぶんは、ラムダ論文ろんぶんと呼よばれている[12]。

年とし 題名だいめい
1975年ねん Scheme: An Interpreter for Extended Lambda Calculus[13][14]
1976年ねん Lambda: The Ultimate Imperative
1976年ねん Lambda: The Ultimate Declarative
1977年ねん Debunking the 'Expensive Procedure Call' Myth, or, Procedure Call Implementations Considered Harmful, or, Lambda: The Ultimate GOTO
1978年ねん The Art of the Interpreter or, the Modularity Complex (Parts Zero, One, and Two)
1978年ねん RABBIT: A Compiler for SCHEME
1979年ねん Design of LISP-based Processors, or SCHEME: A Dielectric LISP, or Finite Memories Considered Harmful, or LAMBDA: The Ultimate Opcode
1980年ねん Compiler Optimization Based on Viewing LAMBDA as RENAME + GOTO
1980年ねん Design of a Lisp-based Processor

参考さんこう文献ぶんけん[編集へんしゅう]

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

注釈ちゅうしゃく[編集へんしゅう]

  1. ^ 元々もともとのALGOLには関数かんすう引数ひきすう等とうが無ないためFUNARG問題もんだいなども無なく、静的せいてきスコープの歴史れきしとしてALGOLをあまり強調きょうちょうする意味いみは無ない。
  2. ^ 英えい: closure
  3. ^ 英えい: lambda calculus
  4. ^ 英えい: tail-recursion
  5. ^ 英えい: continuation
  6. ^ 英えい: message passing
  7. ^ 英えい: continuation passing style、CPS
  8. ^ 継続けいぞく渡わたし形式けいしきは一連いちれんのλらむだ論文ろんぶんにおいて導入どうにゅうされた。ただし、体系たいけいとして確立かくりつされてはいないものの、同様どうようの手法しゅほうは「John C. Reynolds (1972), Denitional Interpreters for Higher-Order Programming Languages, http://cs.au.dk/~hosc/local/HOSC-11-4-pp363-397.pdf 」にもみられる。
  9. ^ 後ごの完全かんぜんな Planner の実装じっそうとして、エジンバラ大学だいがくの Julian Davies が POP-2 で実装じっそうした Popler がある。
  10. ^ 当初とうしょは CATCH という名称めいしょうであった。
  11. ^ 英えい: escape operator

出典しゅってん[編集へんしゅう]

  1. ^ 出典しゅってんURL: https://small.r7rs.org/
  2. ^ “Influences - The Rust Reference”. The Rust Reference. 2023年ねん4月がつ18日にち閲覧えつらん。
  3. ^ “From LISP 1 to LISP 1.5”. www-formal.stanford.edu. 2024年ねん4月がつ8日にち閲覧えつらん。
  4. ^ 「Scheme 過去かこ◇現在げんざい◇未来みらい 前編ぜんぺん」『bit』（共立きょうりつ出版しゅっぱん）Vol. 28, No.4（1996年ねん4月がつ号ごう） pp. 4～9
  5. ^ Baker, Henry G. (July 1978). “Shallow binding in Lisp 1.5”. Commun. ACM (New York, NY, USA: Association for Computing Machinery) 21 (7): 565–569. doi:10.1145/359545.359566. ISSN 0001-0782. https://doi.org/10.1145/359545.359566. 
  6. ^ 1178-1990 (Reaff 2008) IEEE Standard for the Scheme Programming Language. IEEE part number STDPD14209, unanimously reaffirmed at a meeting of the IEEE-SA Standards Board Standards Review Committee (RevCom), March 26, 2008 (item 6.3 on minutes), reaffirmation minutes accessed October 2009. NOTE: this document is only available for purchase from IEEE and is not available online at the time of writing (2009).
  7. ^ Michael Sperber ほか. “The Revised6 Report on the Algorithmic Language Scheme” (英語えいご). 2009年ねん2月がつ2日にち閲覧えつらん。
  8. ^ “Position statement” (英語えいご). 2013年ねん12月16日にち閲覧えつらん。
  9. ^ “Scheme Working Groups” (英語えいご). 2013年ねん12月16日にち閲覧えつらん。
  10. ^ 川合かわい史朗しろう (2002年ねん10月がつ). “Gluing Things Together - Scheme in the Real-time CG Content Production”. 2014年ねん6月がつ20日はつか閲覧えつらん。
  11. ^ 藤田ふじた善勝よしかつ. “YPSILON”. 2014年ねん6月がつ20日はつか閲覧えつらん。
  12. ^ Online version of the Lambda Papers (PDF)
  13. ^ Sussman, Gerald Jay; Steele, Guy Lewis (1975). Scheme: An Interpreter for Extended Lambda Calculus (Report). Massachusetts Institute of Technology. hdl:1721.1/5794。
  14. ^ Sussman, Gerald Jay; Steele Jr, Guy L (1998). “Scheme: A interpreter for extended lambda calculus”. Higher-Order and Symbolic Computation (Springer) 11 (4): 405–439. doi:10.1023/A:1010035624696. https://www.researchgate.net/publication/227098423_Scheme_A_Interpreter_for_Extended_Lambda_Calculus. 

関連かんれん項目こうもく[編集へんしゅう]

外部がいぶリンク[編集へんしゅう]

ウィキブックスにScheme関連かんれんの解説かいせつ書しょ・教科書きょうかしょがあります。
LISP系けい言語げんご
言語げんご（処理しょり系けい）
関連かんれん項目こうもく
低てい水準すいじゅん言語げんご
高水準こうすいじゅん言語げんご
1950年代ねんだい
1960年代ねんだい
1970年代ねんだい
1980年代ねんだい
1990年代ねんだい
2000年代ねんだい
2010年代ねんだい
架空かくうの言語げんご
「https://ja.wikipedia.org/w/index.php?title=Scheme&oldid=100492523」から取得しゅとく