Common Lisp ユーザへのScheme紹介

Common Lisper向けの
Scheme紹介
2018.JUN.23
たけおか@AXE/たけおかラボ
@takeoka

たけおか
1977年(高校2年生): MITのJames Slagleの書いたAIの教科書(日本語版)を読んで
「○×」を打つプログラムを8bitマイコンTK-80(8080,RAM 512Bytes)の機械語で書く
1980年代: UNIXの仮名漢字変換システムWnnや Temporal Prolog(時相論理Prolog)を京
大数解研の地下辺りで作ったり。渋谷や神保町辺りで国産X Window端末などの設計開
発に携わる。TCP/IPスタックを自分で書く
1987年ごろ、湯淺さんにSchemeを教えてもらった
1990年代初頭:豊橋技科大湯淺研にて、1024PE規模の超並列計算機“SM-1”のLSIハード
ウェア、基本ソフトウェアの設計開発に携わる。
Common Lispで開発ツール書いた。
当時、超並列計算機は、ニューラルネットのシミュレーションによく使用された
現在: 組み込みOSを作らせたり、AI開発
湯淺研 SM-1 フロントエンドはSparc
開発環境はCommon LispとC
萩谷さんに貰った
(サインはしてくれない)
湯淺さんのScheme本
岩波書店 (1991/10/29)
(買ってません (^^; )

●
Scheme を知らない人向け紹介
目次
●
funcall かっこわるい
●
schemeには、遅延評価がある
●
schemeには、継続がある

funcall かっこわるい
●
schemeは、関数定義するとクロージャ(関数閉包)ができ
る
●
クロージャに実引数を適用するのに、なにも要らない
– CLは、funcall とか apply とか eval とかが必要

Common Lisp
* (funcall #'cdr '(a s d))
(S D)
関数さまは、
明示して
呼び出して
差し上げる
なんだ?
この記号わ?
function の省略形

ｆuncall かっこわるい
(defvar baka)
BAKA
* (setq baka
(let ((sum 0))
(lambda (x) (incf sum x))))
#<CLOSURE (LAMBDA (X))
{100219D05B}>
* (funcall baka 2)
2
* (funcall baka 2)
4
*
> (define aaa nil)
#<unspecified>
> (set! aaa
(let ((sum 0))
(lambda (x) (let()(set! sum (+ sum x)) sum))))
#<unspecified>
> aaa
#<CLOSURE <anon> (x) (#@begin (#@set!
#@sum (#@+ #@sum #@x)) #@sum)>
> (aaa 1)
1
> (aaa 1)
2
> (aaa 1)
3
Common Lisp Scheme (ｓｃｍ)
←funcallは
楽しくない
←いいね

schemeでは、関数が第一級オブジェクト
●
クロージャに実引数を適用するのに、なにも要らない
●
schemeは関数(定義)が別の名前空間ではない
– フツーの変数に、関数(クロージャ)が保持される
●
関数が、1st class object (第一級オブジェクト)
●
一級オブジェクトとは、フツーのデータとして扱えるもの
– schemeのクロージャは、変数に入れたり、引数として渡せる
●
CommonLispは、関数定義の名前空間が別
– defun すると、特別な名前空間で管理される
– funcallなどで呼び出し

delay/force
●
schemeには、遅延評価がある
●
遅延された計算は promise と呼ぶ

delayとforce
> (define laz (delay (let() (print "foo")(+ 1 2))))
#<unspecified>
> laz
#<promise 3>
> (force laz)
"foo"
3
> (force laz)
3
> (force laz)
3
>(promise? laz)
#t
←評価は一回だけしか行われない
←遅延オブジェクト

continuation 継続
●
schemeには、continuation 「継続」がある
●
大域脱出 (catch/throw, setjmp/longjmp) に使う
●
継続は、スレッド実体と同じもの
●
コルーチン/スレッドとして扱える
●
(スレッド)スケジューラは居ない
– 自スレッドの休止 & 他スレッド起床を自分で行う
= コルーチン
– continuation passing
●
※最適化手法(CPS変換)のことではない
●
UNIXマガジン 1991.JAN に同様の記事を書いたよ
– ruby のまつもとゆきひろ氏も、読んでいた.rubyには最初から継続が
ある

call/cc
(call-with-current-continuation bar)
●
call-with-current-continuationは、呼び出し時の継続
を生成して、それを引数として、ここではbarを評価する
●
この例では、bar を呼び出す
●
barの引数に継続が渡される
●
barに渡された継続を評価すると、
call/cc した人の処理を再開する
●
call-with-current-continuationは、しばしば
call/cc という省略形が使われる

continuation 継続でのコルーチン
> (define (foo)
(let ((cc (call-with-current-continuation bar) ))
(do () (#f)
(display "Hello")
(set! cc (call-with-current-continuation cc)))))
#<unspecified>
> (define (bar cc)
(do ()(#f)
(display "World")
(set! cc (call-with-current-continuation cc))))
#<unspecified>
> (foo)
WorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorld
HelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHello
WorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorld
HelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHelloWorldHello
4) barでのcall/ccで生成された
継続が、返り値となる
↓
3) 呼び出し時に
受け取った継続を
評価し、fooを再開。
call/cc しながらなので、
fooの再開時に、barの継続が渡る
1)ここの継続を持って
barを呼び出す
2) fooからcall/ccで
呼びだされた時のfooの継続が入る
5) bar再開

超絶おまけ
神戸大 Fast Lisp(TAKITAC-7) , Lispマシン
神戸大工学部のビルに展示されている
瀧先生が作った
1979年2月10日に完動した．
マイクロ命令サイクル300nsecのインター
プリタ
が当時の汎用大型計算機上に実装された
LISPコンパイラと同程度の速度性能を示し
た
TAKITAC-7のアーキテクチャは
後のFACOM-αとNTTのELISが継承した．
http://museum.ipsj.or.jp/computer/other/000
1.html
いつか神戸大で関西Lispをやりましょう!
瀧先生にLispマシンの話をして頂くとか

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