Racket — это язык программирования общего назначения, который является потомком Scheme, самого по себе производного от Lisp. Изначально разработанный как платформа для создания языков, Racket предоставляет богатый набор инструментов для разработчиков, позволяя определять новые языки программирования и быстро прототипировать новые идеи. Он акцентирует внимание на функциональных парадигмах программирования, а его мощная система макросов позволяет значительно увеличить гибкость в разработке языков, специфичных для определенной области. Racket особенно хорошо подходит для образовательных целей, исследований и любых приложений, требующих пользовательских языковых функций или поведения.
Racket (изначально называвшийся PLT Scheme) был создан группой исследователей в Северо-восточном университете в середине 1990-х годов под руководством Мэтью Флатта. Он был разработан как образовательный инструмент, чтобы помочь студентам изучать программирование и концепции проектирования языков через диалект Scheme языка Lisp. Ранние версии Racket в основном сосредоточились на предоставлении надежной среды для обучения и изучения языков программирования.
В последующие годы Racket развился за пределы своих образовательных корней, став языком программирования общего назначения с четкой идентичностью. Команда PLT переименовала его в Racket в 2010 году, подчеркивая универсальность языка и его способность поддерживать различные парадигмы, включая функциональное, императивное и объектно-ориентированное программирование. Сообщество Racket росло, с вкладом от педагогов, исследователей и разработчиков программного обеспечения, укрепляя его возможности в проектировании и выполнении языков.
Сегодня Racket предлагает богатый набор библиотек и инструментов, включая мощную интегрированную среду разработки (IDE) под названием DrRacket. Его дизайн поощряет создание новых языков; следовательно, его пользовательская база выходит за рамки традиционных случаев использования программирования и охватывает эксперименты и разработку языков. Racket оказал влияние на более широкое сообщество языков программирования, повлияв на такие языки, как Julia, и оказав влияние на разработки в образовательных средах программирования.
Racket поддерживает функции первого класса, позволяя рассматривать функции как объекты первого класса. Это означает, что их можно передавать в качестве аргументов, возвращать из других функций и присваивать переменным.
(define (apply-twice f x)
(f (f x)))
(apply-twice add1 5) ; Возвращает 7
Мощная система макросов Racket позволяет создавать синтаксические расширения, позволяя разработчикам создавать специальные формы, которые не существуют в базовом языке.
(define-syntax-rule (when condition body)
(if condition
(begin body)))
(when (> 3 2)
(display "3 больше чем 2")) ; Вывод: 3 больше чем 2
Racket поддерживает сопоставление с образцом через match, что позволяет писать чистый и читаемый код при деструктуризации данных.
(define (describe lst)
(match lst
[(list 0) "Ноль"]
[(list n) (string-append "Один: " (number->string n))]
[_ "Другой"]))
Racket позволяет функциям принимать переменное количество аргументов, используя синтаксис многоточия.
(define (sum . numbers)
(apply + numbers))
(sum 1 2 3 4) ; Возвращает 10
Функции в Racket могут иметь необязательные и ключевые аргументы, что обеспечивает гибкость в определении сигнатур функций.
(define (greet #:name [name "Мир"])
(string-append "Привет, " name "!"))
(greet) ; Возвращает "Привет, Мир!"
(greet #:name "Алиса") ; Возвращает "Привет, Алиса!"
Racket поддерживает объектно-ориентированное программирование через свою систему class, позволяя создавать классы и методы.
(define my-class
(class object%
(super-new)
(define/public (greet) "Привет!")))
(define obj (new my-class))
(send obj greet) ; Возвращает "Привет!"
Racket предоставляет продолжения первого класса, позволяя разработчикам манипулировать потоком управления сложными способами.
(define (call-with-current-continuation f)
(call/cc f))
(call-with-current-continuation
(lambda (k) (k 10))) ; Возвращает 10
Racket имеет встроенную поддержку контрактов, помогая разработчикам указывать ожидаемое поведение функций и структур.
(define/contract (safe-div x y)
(-> number? (and/c number? (not/c (= y 0))) number?)
(/ x y))
Racket использует систему модулей для упрощения организации и повторного использования кода.
(module my-module racket
(define (hello) "Привет из my-module!"))
Typed Racket — это вариант Racket, который добавляет статические типы, позволяя проводить проверку типов во время разработки.
#lang typed/racket
(: add (-> Integer Integer Integer))
(define (add a b) (+ a b))
(add 2 3) ; Возвращает 5
DrRacket служит основной IDE для Racket, предоставляя интегрированную среду для написания и выполнения программ на Racket. Она включает в себя такие функции, как подсветка синтаксиса, инструменты отладки и REPL (Read-Eval-Print Loop) для интерактивного программирования.
Racket имеет встроенный компилятор, который компилирует код Racket в байт-код или нативный машинный код для эффективного выполнения. Его система выполнения управляет памятью, сборкой мусора и другими низкоуровневыми системными задачами.
Создание проектов на Racket обычно включает организацию кода в модули и использование системы пакетов Racket для управления внешними библиотеками. Проекты могут быть созданы с помощью raco, командного инструмента Racket, для компиляции и выполнения файлов Racket.
raco make my-project.rkt
raco run my-project.rkt
Racket используется в различных областях, включая:
Racket имеет сходства с различными языками программирования, подчеркивая свои корни в функциональном программировании:
Существуют инструменты, такие как racket2cpp, которые позволяют переводить исходный код с Racket на C++ или аналогичные языки. Кроме того, некоторые исследовательские проекты сосредоточились на переводе Racket в JavaScript или Python, что позволяет легче интегрировать с веб-приложениями или существующими системами.
Существующие инструменты перевода исходного кода могут включать:
Гибкость Racket и сильные метапрограммные возможности делают его отличным кандидатом для создания языков и исследования новых парадигм программирования. Его богатая история и развитие, основанное на сообществе, обеспечивают его ценность как инструмента для педагогов, исследователей и разработчиков программного обеспечения.