Русский язык программирования

8.6

Русский язык программирования

Клочков Роман <kalimehtar@mail.ru>

Это руководство описывает русскоязычный язык программирования, основанный на идеях из расширения синтаксиса Scheme readable.

Семантика языка на данный момент полностью унаследована от Racket, вплоть до полной обратной совместимости: из этого языка можно вызывать любые функции и синтаксические конструкци Racket, а из Racket можно вызывать модули на этом языке.

Для включения синтаксиса данного языка просто укажите в модуле Racket в первой строке

#lang 1

или

#!1

Второй вариант рекомендуется при использовании русского языка для написания программы.

1 Отличия от Racket

Эта глава предназаначена для тех, кто умеет программировать на Scheme и/или Racket. Остальные могут её пропустить и перейти к следующей.

На этом языке можно писать как на Racket с упрощённым синтаксисом. Обратная совместимость поддерживается почти полностью, за исключением строчных комментариев и квадратных и фигурных скобок. Если в Racket использовалась «;», то здесь для строчных комментариев необходимо использовать «–», так как «;» используется в других синтаксических конструкциях, которые будут описаны ниже. Квадратные иф фигурные скобки также нельзя использовать вместо круглых, так как они несут другой синтаксический смысл.

То есть, например, программа

#!1
(letrec ((is-even? (lambda (n)
                     (or (zero? n)
                         (is-odd? (sub1 n)))))
         (is-odd? (lambda (n)
                    (and (not (zero? n))
                         (is-even? (sub1 n))))))
  (is-odd? 11))

Будет также, как и в Racket, возвращать #t. Но этот язык позволяет сделать списки, из которых состоит прорамма на Racket, читабельней. В нём структуру списка можно обозначить не скобками, а отступами. Список можно записать как

#!1
список 1 2 3 4 5 6

или как

#!1
список 1 2 3 4
5
6

Функция список синоним функции list.

Если на одной строке есть несколько элементов, разделённых пробельными символами, то это список. Если следующая строка начинается с большего отступа, чем текущая, то это элемент — продолжение списка, если отступ текущей строки равен отступу предыдущей, которая является элементом списка, то эта строка также элемент того же списка.

Для иллюстрации запишу (список 1 2 (список 3 4) 5 (список 6 (список 7 8)))

#!1
список 1 2
  список 3 4
  5
  список 6
    список 7 8

Также есть специальная конструкция для списков, первым элементом которых тоже является список. В этом случае длядополнительного отступа можно использовать «;». Либо её же можно использовать для разделения списка на подсписки.

Например

(let ((x 1) (y 2))
(f x y))

можно записать как

#!1
let
  ;
    x 1
    y 2
  f x y

или как

#!1
let (x 1; y 2)
f x y

Синтаксическое правило выглядит так: если в списке встречается «;», то список разделяется на подсписки, как если бы вместо «;» был перенос строки с сохранением отступа.

Таким образом, последовательности элементов «x 1» и «y 2» становятся вложенными списками.

Запишем предыдущий пример, описывая структуру программы отступами

#!1
letrec
  ;
    is-even?
      lambda (n)
        or
          zero? n
          is-odd?
            sub1 n
    is-odd?
      lambda (n)
        and
          not
            zero? n
          is-even?
            sub1 n
  is-odd? 11

Есть ещё одна синтаксическая конструкция, заимствованная из Haskell, позволяющая сократить количество строк не добавляя скобок. Символ «$» показывает, что элементы справа от него являются списком, который должен быть подставлен на место этого символа.

(список 1 2 (список 3 4) 5 (список 6 (список 7 8))) теперь можно записать как

#!1
список 1 2
список 3 4; 5
список 6 $ список 7 8

А пример из Racket как

#!1
letrec
  ;
    is-even? $ lambda (n)
      or
        zero? n
        is-odd? $ sub1 n
    is-odd? $ lambda (n)
      and
        not $ zero? n
        is-even? $ sub1 n
  is-odd? 11

Таким образом получаем наглядное представление программы, которое не перегружено скобками.

Для упрощения чтения программы также добавлено ещё несколько синтаксических конструкций, которые позволяют сделать текст программы более похожим на широко распространённые языки программирования.

Если перед скобкой нет пробела, то включается особый алгоритм обработки. Для круглой скобки элемент перед скобкой добавляется в голову списка. Элементы внутри спиcка можно (но не обязательно) разделять при помощи «;».

(список 1 2 (список 3 4) 5 (список 6 (список 7 8))) можно выразить как

#!1
список(1; 2; список 3 4; 5; список 6 $ список 7 8)

Так можно записывать в одну строку вызовы функций с аргументами, которые являются вызовами функций. Кроме того такитм образом удобно вызывать каррированные функции Вместо (((f 5) 6) 7) будет f(5)(6)(7)

Для квадратной скобки конструкция преобразуется в инструкция доступа к коллекции (массиву/списку/хэшу).

Вместо (vector-ref a 5) можно просто писать a[5]. А вместо (vector-ref (vector-ref a 5) 6) — a[5][6]

Для фигурной скобки конструкция даёт возможность вызвать методы объекта.

(send window show #t) можно записать как window {show #t}. также можно использовать несколько вызовов как в send+.

(send+ (new point%)
         (move-x 5)
         (move-y 7)
         (move-x 12))

преобразуется в

#!1
new(point%){move-x 5; move-y 7; move-x 11}

или

#!1
new(point%){move-x(5) move-y(7) move-x(11)}

Для удобства работы с арифметикой реализованы приоритеты бинарных операций. Если в списке обнаружена бинарная операция, то она становится в голову списка и получает элементы до и после неё как два аргумента-списка. Операцией считается любой индентификатор, который состоит только из !#$%&⋆+./<=>?@^~:*- и не равен «...». Любой другой идентификатор можно сделать оператором добавив перед и после него символы «^». Например, (2 ^cons^ 3) то же самое, что (cons 2 3).

Если надо, чтобы операция оставалась аргументом, то пишите её как список из точки и операции. Например, если надо написать (list + 3), то можно написать

#!1
list (. +) 3

Оператор равенства реализован как == (вместо equal?) и === (вместо eqv?), также реализованы // (как quotient), /= (неравно), ||, &&, % (как remainder).

(+ (vector-ref a 5) (* 2 (hash-ref h 'key))) можно написать как

#!1
a[5] + 2 * h['key]

Внимание: пробелы вокруг операций обязательны, так как 2*h, например, является нормальным именем переменной.

При помощи операций вышеупомянутый пример можно записать так:

#!1
letrec
  ;
    is-even? $ lambda (n)
      n == 0 || is-odd? (n - 1)
    is-odd? $ lambda (n)
      n /= 0 && is-even? (n - 1)
  is-odd? 11

2 Основы языка

Программа состоит из команд. Команда может быть вызовом функции, синтаксической конструкцией или определением переменной. Первая строка в программе определяет используемый язык программирования и является строкой «#!1».

Например, эта программа запрашивает имя и выводит приветствие:

#!1
вывести "введите имя: "
имя = прочитать-строку()
вывести
"Привет, " ++ имя

2.1 Простые значения

Значения языка программирования включают числа, логические значения, строки и массивы байтов. В DrRacket и документации они выделены зелёным цветом.

Числовые значения могут быть записаны как целые произвольной длины, в виде десятичных или простых дробей, с экспонентой или мнимой частью.

10      2.5
1/3     10200000000000.0
5+6i    12345678123456781234567812345678

Бесконечные целые и простые дроби позволяют выполнять арифметические операции без потери точности и риска переполнения. Числа с десятичной точкой или экспонентой являются вещественными числами двойной точности и хранят только 15-17 знаков.

Логические значения — это истина и ложь. При проверках в логических операциях любое значение, не равное ложь трактуется как истина.

Строчные значения записываются между двойными кавычками. Для записи кавычк используется последовательность символов «\"», для записи символа «\» — «\\». Все остальные символы Юникода можно писать как есть.

"Привет!"
"Автомобиль \"Москвич\""
"你好"

Когда константа выводится в окне интерпретатора, как правило, она имеет тот же вид, в котором она была введена, но иногда при выводе происходит нормализация. В окне интерпретатора и в документации результат вычислений выводится синим, а не зелёным, чтобы было видно, где результат, а где введённое значение.

Примеры:

> 1.0000
1.0
> "\u0022ok\u0022"
"\"ok\""

2.2 Выражения

Выражения записываются в виде последовательности слов, разделённых пробельными символами. Слово может быть оператором, если состоит только из символов «!#$%&⋆+./<=>?@^~:*-» кроме «...» или начинается и заканчивается на «^». Примеры операторов: +, -, ^пара^. Если оператор начинается и закачничвается на «^», то он вызывает функцию по имени между «^» со своими аргументами. Например, (2 ^пара^ 3) то же самое, что (пара 2 3).

Если в выражении нет операторов, то первое слово определеяет синтаксис выражения. Если первое слово — функция, то остальные слова — аргументы этой функции.

Примеры:

> список 1 2 3
'(1 2 3)
> пара 5 6
'(5 . 6)

Если какие-то аргументы также являются функциями, то можно использовать отступы

> список 1 2 3 4 список 5 6 7
'(1 2 3 (5 6) 7)

После любого элемента строки можно следующие элементы писать по одному на строке. Отступ этих элементов должен быть больше отступа текущей строки и одинаков. Если элемент состоит из одного слова, он является занчением, если же из нескольких, то командой, результат которой будет значением элемента.

Если по какой-либо причине выписывать последние элементы по одному на строке некрасиво, например, если первый аргумент является командой, а остальные простыми значениями, то можно функция писать в виде «функция(аргумент1 аргумент2 ...)». Предыдущий пример тогда будет выглядеть как

> список 1 2 3 4 список(5 6) 7
'(1 2 3 (5 6) 7)

Следует запомнить, что в таком случае скобка должна идти сразу за именем функции.

Ещё один альтернативный способ записи: в стиле лиспа. Можно просто взять всю команду в скобки:

> список 1 2 3 4 (список 5 6) 7
'(1 2 3 (5 6) 7)

Если строка очень длинная, то можно перед переносом вставить символ «\», тогда перенос не будет нести синтаксического смысла.

Выбор способа написания определяется удобством чтения. При вводе в окно интерпретатора ввод заканчивает после пустой строки, так как до этого возможно продолжение команды.

Также есть ещё две особые синтаксических конструкции: «список 1 2 3 4 список(5 6)» можно записать как «список 1 2 3 4 $ список 5 6», то есть оператор «$» позволяет слова после неё выделить в отдельную команду. Чтобы объединить несколько коротких команд или значений в одну строку в одну, можно использовать оператор «;».

Пример:

> список 1 2 3 4 список 5 6 7; список 8; 9
'(1 2 3 4 (5 6) 7 (8) 9)

Можно заметить, что перед «;» пробел не обязателен.

2.3 Основы определений

Определение в форме

<идентификатор> = <выражение>

cвязывает <идентификатор> с результатом вычисления выражения, а в форме

<идентификатор>(<идентификатор> ...) = <выражение> <выражение> ...

связывает первый <идентификатор> с функцией, которая принимает параметры, именованные остальными идентификаторами. В случае функции выражения являются телом функции. При вызове функции её результатом является результат последнего выражения. Если параметры есть, то скобки можно не писать, а просто перечислить параметры через пробел.

Примеры:

> часть = 3
> кусок строка = подстрока строка 0 часть
> часть
3
> кусок "три символа"
"три"

На самом деле, определение функции также как и определение не функции всего лишь связывает идентификатор с значением и этот идентификатор можно тоже использовать как выражение.

Примеры:

> кусок
#<функция:кусок>
> подстрока
#<функция:подстрока>

3 Справочник

3.1 Определения

синтаксис
(идентификатор = выражение)
(значения идентификатор ... = выражение)
(заголовок(параметры) = команда ... выражение)

заголовок = идентификатор
| (заголовок параметры)

параметры = параметр ...
| параметр ... . параметр-оставшихся

параметр = идентификатор
| [идентификатор выражение]
| ключ идентификатор
| [ключ идентификатор выражение]

Первая форма связывает идентификатор с результатом вычисления выражжения. Вторая позволяет одновременно связать несколько идентификаторов с значениями (выражение должно в этом случае возвращать необходимое количество значений). Третья связывает идентификатор с функцией.

3.2 Логические выражения

функция
(логический? параметр) → логический?
параметр : любой

Возвращает истина, если параметр истина или ложь, в противном случае возвращает ложь.

3.3 Списки

функция
(список? параметр) → логический?
параметр : любой

Возвращает истину, если параметр является списком.

функция
(список параметр ...) → список?
параметр : любой

Возвращает список из произвольных значений.

функция
(пара? параметр) → логический?
параметр : любой

Возвращает истину, если параметр является парой.

функция
(пара параметр1 параметр2) → пара?
параметр1 : любой
параметр2 : любой

Возвращает пару из переданных параметров. Если второй параметр список, то возвращаемое значение тоже список.

3.4 Строки

функция
(подстрока строка начало [конец]) → строка?
  строка : строка?
  начало : целое-неотрицательное?
  конец : целое-неотрицательное? = (длина-строки строка)

Возвращает подстроку из параметра строка с позиции начало по позицию конец.

1	Отличия от Racket
2	Основы языка
3	Справочник