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Scheme

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この項目では、プログラミング言語について説明しています。その他の語句については「スキーム (曖昧さ回避)」、「スキーマ (曖昧さ回避)」をご覧ください。

SchemeSchemeのロゴ
パラダイム関数型プログラミング、手続き型プログラミング、メタプログラミング、命令型プログラミング
登場時期1975年 (49年前) (1975)
設計者ガイ・L・スティール・ジュニア、ジェラルド・ジェイ・サスマン
最新リリースR7RS-small / 2013 [1]
型付け強い、動的型付け
主な処理系Gauche、Racket、MIT/GNU Scheme、Scheme 48、Guile、Chez Scheme
影響を受けた言語LISP、ALGOL、MDL (プログラミング言語)
ウェブサイト ⇒www.scheme-reports.org
拡張子scm、ss
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Scheme（スキーム）はコンピュータ・プログラミング言語 LISPの方言のひとつで、静的スコープなどが特徴である。仕様（2017年現在、改7版まで存在する）を指すこともあれば、実装を指すこともある。Schemeにより、LISP方言に静的スコープが広められた。
概要

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年頃に基本的な設計がなされた。動機は、カール・ヒューイットの提案によるエレガントな並行計算モデル「アクター」と、同じくその言語のPLASMA（Planner-73）を理解するためであった。

静的スコープ（ALGOL由来とされる [注釈 1]）は、状態を持つデータであるアクタ（クロージャ [注釈 2]）の実現以外にも、lambda 構文を用いたλ計算 [注釈 3]や末尾再帰 [注釈 4]の最適化に不可欠な機構であった。

また、プログラムの制御理論から当時出てきた継続 [注釈 5]及びアクタ理論におけるアクタへのメッセージ渡し [注釈 6]の概念から触発された継続渡し形式 [注釈 7][注釈 8]と呼ばれるプログラミング手法は以後の継続の研究に大きな影響を与えた。
歴史

MIT人工知能研究所においては以下のとおりLISPに始まるいくつかの言語が作られた。

年言語作者
1960年LISPマッカーシー、他
1964年Meteorボブロウ
1969年Convertガズマン
1969年Plannerヒューイット
1970年Muddleサスマン、ヒューイット、他
1971年Micro-Plannerサスマン、他
1972年Conniverサスマン、他
1973年Plasmaヒューイット、他
1975年Schemerサスマン、スティール

この中でカール・ヒューイットが設計した規則ベースの言語 Planner はあまりに複雑な機構を持っていたため当初設計された全機能の実装は困難であり [注釈 9]、サスマン等はそれをサブセット言語の Micro-Planner として実現し、さらには、 Planner の流れを汲んだ独自言語として Conniver を作成した。

同じくカール・ヒューイットが設計したアクタ言語 Plasma (Planner-73) も複雑な機構を持っていたため、MacLisp による実装が存在したものの、その動作の仕組みを理解するのは困難であった。サスマン及びガイ・スティール・ジュニアは Plasma を理解するために、不要な機能を省いた LISP 構文を持つ小さな Plasma を設計した。

上記の Plasma からその小さな Plasma の設計に至る過程は Planner から Micro-Planner 及び Conniver へ至る過程を彷彿とさせるものであったため、その言語は Planner（計画する者）及び Conniver（策略を巡らす者）の次という意味で当初 Schemer（陰謀を企てる者）と名付けられた。しかし、当時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からファイル名が6文字に切られたことから Scheme という名前が使われるようになった。
機能
 静的スコープ詳細は「静的スコープ」を参照「動的スコープ」も参照

マッカーシーが1979年に回顧で、1960年の最初のLISP（LISP I）に関して「In modern terminology, lexical scoping was wanted, and dynamic scoping was obtained.」と書いているように [2]、計算理論的にも静的スコープが本来は「正当」であり、動的スコープは、言ってしまえばある種の安易なインタプリタの実装手法が招く「バグ」である（有用なことも多いが）。

ガイ・スティールは、1962年の LISP 1.5 からの変更点として最初に静的スコープの採用と実装を挙げており、サスマンが静的スコープを実装したALGOL 60に関して持っていた興味からによるもので、ALGOLの直接の影響だと述べている。[3]

ただし、1962年の LISP 1.5 も1960年代後半の Maclisp もスコープの変数束縛に関しては色々と不完全だった。[4]

FUNARG問題（英語版）としてLISPの初期から既に認識され議論されていたことでもあり、必ずしも1975年のSchemeから始まったとは言えないが、Scheme以後のLISP方言に静的スコープが広まったのはSchemeからの影響と言ってよく、殊にCommon Lispは特筆される。
継続
 call-with-current-continuation

Scheme はcall-with-current-continuation（英語版）（略称：call/cc）と呼ばれる [注釈 10]ピーター・ランディンやジョン・レイノルズに始まる脱出オペレータ [注釈 11]の命令を提供する。
言語仕様

Scheme の言語仕様は IEEEによって公式に定められ [5]、その仕様は「Revisedn Report on the Algorithmic Language Scheme (RnRS)」と呼ばれている。2016年現在広く実装されているものは改訂第五版に当たるR5RS（1998年）である。

なお、2007年9月に「The Revised6 Report on the Algorithmic Language Scheme (R6RS)」[6]が成立した。4部構成となり、R5RSに比べおよそ3倍の文章量となった。R5RSまでは小さな言語仕様に対してのこだわりが見られたが、Unicode サポート等の実用的な言語として必要な要素が盛り込まれている点が特徴的である。しかし、多くの機能が盛り込まれたにもかかわらず細部の練りこみが不十分であるといった批判もあり、非公式にR5RSを拡張する形でERR5RS (Extended R5RS Scheme) という規格を検討する党派も現れている。

2009年8月、Scheme 言語運営委員会は、Scheme を大規模バージョンと、大規模バージョンのサブセットとなる小さな言語仕様のふたつの言語に分割することを推奨する意向を発表した [7]。

この節の加筆が望まれています。

実装

Scheme の仕様書はR5RSだと50ページにも満たないため、かなりの数の実装が存在する。

⇒Bigloo - 高速な実行ファイルを作るコンパイラ。

⇒BiwaScheme - JavaScript による実装。ブラウザ上で動作する。

⇒Chez Scheme - もと商用だったが、現在はオープンソースの高速な実装。

Chicken - 可搬性の高い実用的コンパイラ。

Gauche - インタプリタ。多言語への対応、STklos を発展させた（メタ）オブジェクトシステムを持つ。

Gambit（英語版） - Schemeインタプリタ及びScheme→Cコンパイラ。

GNU Guile - GNU の公式な拡張用言語。Scheme を元にしている。

⇒HScheme

⇒IronScheme

⇒Jscheme

⇒JAKLD - Java アプリケーション組み込み用のLISPドライバ

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
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