概要

• Lisp は歴史あるプログラミング言語で、独自の特徴を持つ
• Racketは Lisp系言語 の現代的進化形で教育や研究に活用
• コードとデータが同じ構造（ ホモアイコニシティ）
• 関数型・再帰・高階関数・マクロなど 強力な抽象化
• DrRacketを使い 実際に手を動かして学ぶ体験 ができる

Lisp入門：歴史と特徴

• Lisp は1958年、MITの John McCarthy によって発明
  • 現存する高級言語で Fortran に次いで2番目に古い
• ガーベジコレクション、 第一級関数、 REPL、 条件式の値返却 など多くの現代的概念を最初に導入
• コード＝データ（ ホモアイコニシティ）という思想
• 1970～80年代はAI研究の中心言語、 Lispマシン も登場
• AI冬の到来で主流から外れるも、強い影響力を持ち続ける

LispからScheme、Racketへ

• 1975年、 Gerald Sussman と Guy Steele が Scheme を開発

  • ミニマルで数学的な美しさ
  • 教育分野で広く採用（代表的な書籍： SICP）

• 1995年、 PLT Scheme （現 Racket）誕生

  • 教育と言語研究向けに設計
  • 2010年に Racket へ改名
  • Language-oriented programming ：独自言語を簡単に作成可能

  年表
    • 1958: Lisp誕生
    • 1975: Scheme誕生
    • 1984: Common Lisp標準化
    • 1995: PLT Scheme誕生
    • 2007: Clojure誕生
    • 2010: Racketへ改名
  

現在のLisp活用例

• Clojure ：銀行や航空、スタートアップで本番運用
• Common Lisp ：専門システムや科学計算分野
• Emacs Lisp ：多くのユーザーが日常的に利用（エディタEmacs）
• Guile/Guix ：SchemeベースのLinuxディストリビューション
• Racket ：年次カンファレンス、研究・教育・芸術分野で活用
• 新しいLisp系 ：Fennel（Lua向け）、Janet、Hy（Python上）など

Racketのインストールと基本操作

• https://racket-lang.org からインストーラーをダウンロード
• DrRacket （統合開発環境）を起動
  • 上部：プログラム定義エリア
  • 下部： REPL （対話型実行環境）
• 最初の1行に #lang racket を記述
• ターミナル派は racket コマンドでREPL起動、raco でパッケージ管理
• 基本式例

  > (+ 1 2)           ; => 3
  > (* 3 (+ 2 2))     ; => 12
  > (string-append "hello " "world") ; => "hello world"
  

• すべての構文は (演算子 引数1 引数2 ...) の形

定義・関数・コメント

• 定数定義：(define pi-approx 3.14159)
• 関数定義：(define (circle-area r) (* pi-approx r r))
• コメントは ; から行末まで
• 無名関数：(lambda (x) (* x x))
• 直接適用例：((lambda (x) (* x x)) 5) ; => 25

リスト処理：Lispの心臓部

• リスト生成：(list 1 2 3)、'(1 2 3)（クォートで評価抑制）
• 先頭要素取得：(first '(1 2 3)) ; => 1
• 残り取得：(rest '(1 2 3)) ; => '(2 3)
• 追加：(cons 0 '(1 2 3)) ; => '(0 1 2 3)
• 長さ：(length '(a b c)) ; => 3
• クォート ' は「評価せずデータとして扱う」印

高階関数による抽象化

• 関数を引数に取る例
  • 変換：(map (lambda (x) (* x x)) '(1 2 3 4 5)) ; => '(1 4 9 16 25)
  • 選択：(filter even? '(1 2 3 4 5 6)) ; => '(2 4 6)
  • 畳み込み：(foldl + 0 '(1 2 3 4 5)) ; => 15
• ループ不要、3つで多くのリスト処理を網羅

再帰的思考

• 「N回繰り返す」より「基本ケースと再帰的進行」
• 階乗関数例

  (define (factorial n)
    (if (= n 0) 1
        (* n (factorial (- n 1)))))
  (factorial 5) ; => 120
  

グラフィック描画例

• Racketには 2htdp/image などのグラフィックライブラリが付属
• シェルピンスキーの三角形描画例

  #lang racket
  (require 2htdp/image)
  (define (sierpinski level)
    (if (= level 0)
        (triangle 8 "solid" "purple")
        (let ([t (sierpinski (- level 1))])
          (above t (beside t t)))))
  (sierpinski 6)
  

コードがデータ：ホモアイコニシティとマクロ

• クォート ' で「コードをデータ」に変換
  • '( + 1 2 ) はリストとして扱われる
  • (eval '(+ 1 2)) ; => 3 でデータをコードとして実行
• マクロ ：実行前にコードを生成・拡張できる
  • C言語のテキストマクロと異なり「構造化された式」を操作
• 例：while構文を自作

  (define-syntax-rule (while condition body ...)
    (let loop ()
      (when condition body ... (loop))))
  (define counter 0)
  (while (< counter 5)
    (displayln counter)
    (set! counter (+ counter 1)))
  

• 構文拡張 で言語自体を拡張可能

さらに学ぶために

• How to Design Programs ：Racket設計思想の基礎書（無料公開）
• The Racket Guide ：公式ドキュメント
• Beautiful Racket ：独自言語構築の入門書
• SICP ：Schemeによるプログラミングの古典的名著

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Lisp/Racket は「抽象化」「拡張性」「思考法」において他の言語と一線を画す プログラム＝データ構造 という発想が、柔軟な言語設計と創造性を支える