Được biết đến như một ngôn ngữ lập trình tối giản với khả năng thể hiện ý tưởng phức tạp, Scheme đã góp phần làm cho lịch sử lập trình trở nên thú vị và nhiều màu sắc hơn. Dù thuật ngữ này khá phổ biến trong giới lập trình, nhưng không phải ai cũng biết Scheme là gì cũng như điểm đặc trưng của ngôn ngữ này. Nếu đang tìm hiểu về Scheme, bạn chắc chắn không thể bỏ qua bài viết dưới đây.
Scheme là gì?
Scheme là một ngôn ngữ lập trình chức năng. Đồng thời, đây cũng là một trong những “thành viên” quan trọng trong các ngôn ngữ Lisp. Scheme chính thức ra mắt vào năm 1970 do Gerald Jay Sussman và Guy L. Steele Jr phát triển tại MIT (Massachusetts Institute of Technology).
Mục tiêu ra đời của Scheme là mang lại một ngôn ngữ lập trình linh hoạt, đơn giản và mạnh mẽ. Ngôn ngữ này chú trọng vào việc sử dụng hàm và biểu thức lambda. Đồng thời, Scheme cũng góp phần thúc đẩy khả năng mở rộng việc xây dựng các ứng dụng phức tạp.
Sự ra đời của Scheme đã thể hiện được tầm quan trọng của ngôn ngữ lập trình này trong lịch sử phát triển của Lisp và lập trình chức năng. Từ những ngày đầu ra mắt đến nay, Scheme đã trải qua nhiều phiên bản, đóng góp đáng kể vào sự phát triển của ngôn ngữ lập trình và thuyết tính toán.
Các tiêu chuẩn hoá của Scheme là gì?
#1. Chuẩn R5RS (Revised5 Report on the Algorithmic Language Scheme)
R5RS là một phiên bản tiêu chuẩn quan trọng trong sự phát triển của Scheme. Chính thức xuất bản lần đầu vào năm 1998, R5RS được biết đến như phiên bản cập nhật từ chuẩn R4RS (Revised^4 Report on the Algorithmic Language Scheme) trước đó.
Các điểm nổi bật của R5RS
- Cải tiến cú pháp và tên gọi: R5RS đưa ra cú pháp mới và cải thiện các tên gọi hàm, biến và thư viện, mang lại một trải nghiệm lập trình dễ đọc hơn.
- Thao tác chuỗi: R5RS giới thiệu các hàm thao tác chuỗi, mở rộng khả năng xử lý văn bản và chuỗi ký tự.
- Hàm ánh xạ (mapping) và xử lý ngoại lệ: Chuẩn này cung cấp các hàm ánh xạ cho danh sách và dãy số, cách xử lý trong các tình huống xảy ra lỗi.
#2. Chuẩn R7RS (Revised7 Report on the Algorithmic Language Scheme)
Chuẩn R7RS là một bước tiến quan trọng hơn nữa trong việc định rõ và mở rộng ngôn ngữ Scheme. R7RS ra mắt cộng đồng lập trình vào năm 2013, mang đến nhiều cải tiến hơn so với phiên bản R5RS. Không những thế, chuẩn này còn mở ra nhiều cơ hội mới cho cộng đồng lập trình Scheme.
Các điểm nổi bật của R7RS
- Cơ chế module: R7RS đưa ra một cơ chế module mới, giúp quản lý mã nguồn và thư viện một cách hiệu quả. Nhờ đó, người dùng có thể tạo ra các ứng dụng lớn và phức tạp mà không gặp vấn đề về quản lý mã nguồn.
- Hỗ trợ chuỗi UTF-8: R7RS hỗ trợ chuỗi ký tự UTF-8, mở ra khả năng sử dụng Scheme trong việc xử lý ngôn ngữ tự nhiên và ứng dụng liên quan đến đa ngôn ngữ.
- Quản lý bộ nhớ tốt hơn: Chuẩn này cung cấp các cơ chế quản lý bộ nhớ hiệu quả hơn, giúp đảm bảo ứng dụng vận hành tối ưu và tránh các vấn đề liên quan đến rò rỉ bộ nhớ.
Đặc điểm nổi bật của ngôn ngữ lập trình Scheme
#1. Tính tối giản
Tính tối giản của Scheme bắt nguồn từ triết lý “Keep It Simple, Stupid” (KISS). Scheme có cú pháp đơn giản và dễ đọc, giúp lập trình viên tập trung vào cách giải quyết vấn đề thay vì mất thời gian trong việc nắm bắt các chi tiết phức tạp của ngôn ngữ. Sự tối giản giúp làm giảm khả năng xảy ra lỗi và tạo ra mã nguồn dễ bảo trì.
#2. Chức năng cao cấp
Scheme nổi bật với khả năng thực hiện lập trình hàm một cách linh hoạt và mạnh mẽ. Lambda expressions và closures cho phép lập trình viên truyền biểu thức hàm thuận tiện, dễ dàng và có khả năng tái sử dụng. Chức năng cao cấp này giúp trong việc tạo ra mã nguồn trở nên ngắn gọn và hiệu quả.
#3. Tính linh hoạt và khả năng mở rộng cao
Một trong những điểm độc đáo của Scheme là khả năng tự định nghĩa loại dữ liệu mới và cách thức hoạt động của ngôn ngữ. Lập trình viên có thể tạo ra các biểu thức, cấu trúc mới để giải quyết các vấn đề mà họ gặp phải. Bên cạnh đó, Schem còn giúp tạo ra các phong cách lập trình mới mẻ, độc đáo, giúp giải quyết nhiều vấn đề cùng lúc hiệu quả hơn.
#4. Quản lý bộ nhớ hiệu quả
Scheme đi kèm với một hệ thống quản lý bộ nhớ tự động, giúp lập trình viên giảm tải việc theo dõi và giải phóng bộ nhớ thủ công. Hệ thống này giúp tối ưu hóa hiệu suất chương trình, đảm bảo các ứng dụng vận hành mượt mà, hiệu quả. Đồng thời, ngôn ngữ này còn giúp ngăn chặn các vấn đề liên quan đến quản lý bộ nhớ như rò rỉ bộ nhớ (memory leaks).
Ứng dụng thực tiễn của Scheme
Tuy không phải là một ngôn ngữ lập trình phổ biến như Java, Python hay C++, nhưng Scheme vẫn có thể ứng dụng vào thực tiễn trong một số lĩnh vực cụ thể.
Nghiên cứu và giảng dạy
Trong giảng dạy, Scheme thường được sử dụng để giới thiệu các khái niệm cơ bản về lập trình chức năng và kiến thức về chương trình. Với cú pháp đơn giản, dễ hiểu, Scheme giúp người học tập trung vào ý tưởng và logic khi lập trình thay vì bị “lạc hướng” vào những chi tiết phức tạp của ngôn ngữ. Bên cạnh đó, Scheme còn được sử dụng để thử nghiệm các ý tưởng mới về ngôn ngữ lập trình, thiết kế ngôn ngữ và tri thức máy tính.
Trí tuệ nhân tạo (AI) và xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP)
Scheme có khả năng thực hiện lập trình chức năng cao cấp. Vì vậy, Scheme cực kỳ phù hợp để phát triển các ứng dụng AI phức tạp. Trong NLP, Scheme được sử dụng để triển khai các thuật toán xử lý ngôn ngữ tự nhiên, như phân tích và tổng hợp câu, dịch máy, phân tích cảm xúc trong văn bản.
Hệ thống biểu diễn tri thức và logic
Scheme có tính linh hoạt và khả năng mở rộng cao. Do đó, ngôn ngữ lập trình này đã trở thành một công cụ hữu ích để xây dựng các hệ thống biểu diễn tri thức và hệ thống logic. Đó có thể là: cơ sở dữ liệu tri thức, hệ thống hỗ trợ quyết định, các hệ thống trích xuất thông tin từ văn bản.
Nghiên cứu và phát triển ngôn ngữ lập trình
Cuối cùng, bạn có thể sử dụng Scheme để nghiên cứu và phát triển các tính năng mới trong lĩnh vực ngôn ngữ lập trình. Sử dụng Scheme trong việc thiết kế ngôn ngữ, đánh giá các ý tưởng mới giúp cải thiện các phương diện của ngôn ngữ lập trình và phát triển máy tính.
Ví dụ về Scheme
Dưới đây là một ví dụ cơ bản về mã Scheme, trong đó Tino Group sẽ viết một chương trình tính giai thừa của số nguyên dương sử dụng đệ quy:
Trong ví dụ trên:
- Hàm factorial tính giai thừa của một số nguyên dương n. Nếu n bằng 0, kết quả là 1. Ngược lại, kết quả là tích của n và giai thừa của n-1.
- display được sử dụng để hiển thị chuỗi trên màn hình.
- read được sử dụng để đọc một số nguyên dương từ người dùng.
- newline được sử dụng để tạo một dòng mới sau khi hiển thị kết quả.
Trên đây là toàn bộ thông tin về ngôn ngữ lập trình Scheme. Tino Group hy vọng qua bài viết trên, bạn đã hiểu rõ Scheme là gì cũng như những điểm đặc trưng của ngôn ngữ này. Hãy tiếp tục theo dõi Tino Group để đón đọc những bài viết hay và hữu ích khác bạn nhé!
Những câu hỏi thường gặp
Scheme có hỗ trợ thư viện đồ hoạ không?
Câu trả lời là: “Có!”. Scheme sử dụng thư viện như Racket để tạo ra các ứng dụng đồ hoạ và giao diện người dùng.
Học ngôn ngữ lập trình Scheme dễ không?
Scheme là ngôn ngữ lập trình đơn giản, có khả năng thể hiện ý tưởng bằng hàm. Vì vậy, học ngôn ngữ Scheme không quá khó.
Có thể dùng Scheme để phát triển website không?
Tất nhiên là có! Bạn có thể sử dụng Scheme để phát triển các trang web bằng những framework như Chicken Scheme hoặc Bigloo Scheme.
Scheme được dùng cho những lĩnh vực nào?
Scheme được sử dụng trong giảng dạy, nghiên cứu, trí tuệ nhân tạo, xử lý ngôn ngữ tự nhiên, triển khai hệ thống logic và nhiều ứng dụng khác trong lĩnh vực lập trình.
