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Articulo de referencia

Racket (lenguaje de programación)

{{cite web |url=http://www.ccs.neu.edu/racket/pubs/dls10-sf.pdf |title=DLS 2010: Contracts for First-Class Classes |last1=Strickland |first1=T.S. |last2=Fellesisen |first2=Matth...

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Racket es un lenguaje de programación multiparadigma de propósito general . El lenguaje Racket es un dialecto moderno de Lisp y descendiente de Scheme . Está diseñado como una plataforma para el diseño e implementación de lenguajes de programación . [ 9 ] Además del lenguaje Racket principal, Racket también se usa para referirse a la familia de lenguajes de programación [ 10 ] y al conjunto de herramientas que apoyan el desarrollo en y con Racket. [ 11 ] Racket también se usa para scripting , enseñanza de ciencias de la computación e investigación.

La plataforma Racket proporciona una implementación del lenguaje Racket, que incluye un sistema de tiempo de ejecución , [ 12 ] bibliotecas y un compilador que admite varios modos de compilación: código máquina , multiplataforma , interpretado y compilación justo a tiempo (JIT) junto con el entorno de desarrollo integrado (IDE) DrRacket escrito en Racket. [ 13 ] Racket es utilizado por el programa de divulgación ProgramByDesign , que tiene como objetivo convertir la informática en "una parte indispensable del currículo de artes liberales ". [ 14 ] [ 15 ]

El lenguaje Racket es conocido por su extenso sistema de macros que permite crear lenguajes embebidos y específicos de dominio , construcciones de lenguaje como clases o módulos , y dialectos separados de Racket con semántica diferente . [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

La distribución de la plataforma es software libre y de código abierto distribuido bajo las licencias Apache 2.0 y MIT . [ 20 ] Las extensiones y los paquetes escritos por la comunidad pueden subirse al catálogo de paquetes de Racket .

Historia

Desarrollo

Matthias Felleisen fundó PLT Inc. a mediados de la década de 1990, primero como un grupo de investigación, [ 21 ] poco después como un proyecto dedicado a producir materiales pedagógicos para programadores novatos (conferencias, ejercicios/proyectos, software). En enero de 1995, el grupo decidió desarrollar un entorno de programación pedagógico basado en Scheme . Matthew Flatt creó MrEd, la máquina virtual original para Racket, a partir de libscheme, [ 22 ] wxWidgets y algunos otros sistemas libres. [ 23 ] En los años siguientes, un equipo que incluía a Flatt, Robby Findler , Shriram Krishnamurthi , Cormac Flanagan y muchos otros produjo DrScheme, un entorno de programación para programadores novatos de Scheme y un entorno de investigación para tipado gradual . [ 13 ] El principal lenguaje de desarrollo que DrScheme admitía se llamaba PLT Scheme.

Paralelamente, el equipo comenzó a impartir talleres para profesores de secundaria, capacitándolos en diseño de programas y programación funcional. Las pruebas de campo realizadas con estos profesores y sus alumnos proporcionaron pistas esenciales para orientar el desarrollo.

Durante los años siguientes, PLT añadió lenguajes de enseñanza, un paso algebraico, [ 24 ] un bucle transparente de lectura-evaluación-impresión , una impresora basada en constructores y muchas otras innovaciones a DrScheme, creando un entorno de desarrollo de programas pedagógicos de calidad para aplicaciones. Para 2001, el equipo principal (Felleisen, Findler, Flatt, Krishnamurthi) también había escrito y publicado su primer libro de texto, How to Design Programs , basado en su filosofía de enseñanza.

El Manifiesto de Racket [ 9 ] detalla los principios que impulsan el desarrollo de Racket, presenta el marco de evaluación detrás del proceso de diseño y detalla las oportunidades para futuras mejoras.

Historial de versiones

La primera generación de revisiones de PLT Scheme introdujo características para la programación a gran escala con módulos y clases . La versión 42 introdujo unidades –un sistema de módulos de primera clase– para complementar las clases para el desarrollo a gran escala. [ 25 ] El sistema de clases ganó características (p. ej., interfaces al estilo Java ) y también perdió varias características (p. ej. , herencia múltiple ) a lo largo de estas versiones. [ 16 ] El lenguaje evolucionó a lo largo de varias versiones sucesivas y ganó popularidad en la versión 53, lo que llevó a un trabajo extenso y a la siguiente versión 100, que sería equivalente a una versión "1.0" en los sistemas de versiones populares actuales.

La siguiente revisión importante se denominó Versión 200, que introdujo un nuevo sistema de módulos predeterminado que coopera con las macros. [ 25 ] En particular, el sistema de módulos garantiza que el cálculo en tiempo de ejecución y en tiempo de compilación se separen para admitir una "torre de lenguajes". [ 26 ] A diferencia de las unidades, estos módulos no son objetos de primera clase .

La versión 300 introdujo soporte para Unicode , soporte para bibliotecas extranjeras y mejoras en el sistema de clases. [ 25 ] Posteriormente, la serie 300 mejoró el rendimiento del entorno de ejecución del lenguaje con la adición de un compilador JIT y un cambio a una recolección de basura generacional predeterminada .

Para la siguiente versión principal, el proyecto había cambiado a una numeración de versiones más convencional basada en secuencias . La versión 4.0 introdujo la #langnotación abreviada para especificar el lenguaje en el que está escrito un módulo. Además, la revisión introdujo pares y listas inmutables , soporte para paralelismo de grano fino y un dialecto de tipado estático . [ 27 ]

On 7 June 2010, PLT Scheme was renamed Racket.[28] The renaming coincided with the release of Version 5.0. Subsequently, the graphical user interface (GUI) backend was rewritten in Racket from C++ in Version 5.1 using native UI toolkits on all platforms.[23] Version 5.2 included a background syntax checking tool, a new plotting library, a database library, and a new extended REPL.[29] Version 5.3 included a new submodule feature for optionally loaded modules,[30] new optimization tools, a JSON library, and other features.[31] Version 5.3.1 introduced major improvements to DrRacket: the background syntax checker was turned on by default and a new documentation preview tool was added.[32]

In version 6.0, Racket released its second-generation package management system. As part of this development, the principal DrRacket and Racket repository was reorganized and split into a large set of small packages, making it possible to install a minimal racket and to install only those packages needed.[33]

Version 7 of Racket was released with a new macro expander written in Racket as part the preparations for supporting moving to the Chez Scheme runtime system and supporting multiple runtime systems.[34][35] On 19 November 2019, Racket 7.5 was released. The license of Racket 7.5 was less restrictive. They use now either the Apache 2.0 license or the MIT license.[36][37]

On 13 February 2021, Racket 8.0 was released. Racket 8.0 marks the first release where Racket with the Chez Scheme runtime system, known as Racket CS, is the default implementation. Racket CS is faster, easier to maintain and develop, backward-compatible with existing Racket programs, and has better parallel garbage collection.[38]

Features

El lenguaje central de Racket incluye macros , módulos , cierres léxicos , llamadas de cola , continuaciones delimitadas , [ 39 ] parámetros (variables fluidas), contratos de software , [ 40 ] hilos verdes e hilos del sistema operativo , [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] y más. El lenguaje también viene con primitivas, como espacios de eventos y custodios, que controlan la administración de recursos y permiten que el lenguaje actúe como un sistema operativo para cargar y administrar otros programas. [ 12 ] Se crean extensiones adicionales del lenguaje con el potente sistema de macros, que junto con el sistema de módulos y analizadores personalizados puede controlar todos los aspectos de un lenguaje. [ 44 ] La mayoría de las construcciones del lenguaje en Racket se implementan como macros en el lenguaje base. Estas incluyen un sistema de clases mixin , [ 16 ] un sistema de componentes (o módulos) tan expresivo como la adscripción opaca en el sistema de módulos ML , [ 17 ] y coincidencia de patrones .

Además, el lenguaje presenta el primer sistema de contratos para un lenguaje de programación de orden superior . [ 45 ] El sistema de contratos de Racket se inspira en el trabajo de Diseño por Contrato de Eiffel y lo extiende para funcionar con valores de orden superior, como funciones de primera clase , objetos, celdas de referencia , etc. Por ejemplo, se puede garantizar que un objeto que se verifica mediante un contrato realice las comprobaciones del contrato cuando se invoquen sus métodos.

Racket incluye compiladores de código de bytes y compiladores JIT . El compilador de código de bytes genera un formato interno de código de bytes que ejecuta la máquina virtual de Racket , y el compilador JIT traduce el código de bytes a código máquina en tiempo de ejecución.

Desde 2004, el lenguaje también incluye PLANeT, un gestor de paquetes integrado en el sistema de módulos que permite importar y utilizar bibliotecas de terceros de forma transparente. Además, PLANeT cuenta con una política de versionado integrada para evitar problemas de dependencias . [ 46 ]

A finales de 2014, gran parte del código de Racket se trasladó a un nuevo sistema de empaquetado independiente del código base principal. Este nuevo sistema de empaquetado es gestionado por un programa cliente llamado raco . El nuevo sistema de empaquetado ofrece menos funcionalidades que PLANeT; una entrada de blog de Jay McCarthy en el blog de Racket explica el motivo del cambio y cómo replicar el sistema anterior. [ 47 ]

Extensibilidad de lenguaje integrada y macros

Las características que distinguen más claramente a Racket de otros lenguajes de la familia Lisp son sus características de extensibilidad de lenguaje integradas que permiten construir nuevos lenguajes de dominio específico y de propósito general . Las características de extensibilidad de Racket están integradas en el sistema de módulos para permitir un control de la sintaxis sensible al contexto y a nivel de módulo . [ 18 ] Por ejemplo, la #%appforma sintáctica puede ser sobrescrita para cambiar la semántica de la aplicación de funciones . De manera similar, la #%module-beginforma permite un análisis estático arbitrario de todo el módulo. [ 18 ] Dado que cualquier módulo puede usarse como un lenguaje, a través de la #langnotación, esto significa que prácticamente cualquier aspecto del lenguaje puede ser programado y controlado.

Las características de extensibilidad a nivel de módulo se combinan con un sistema de macros higiénicas similar a Scheme , que proporciona más características que el sistema de manipulación de expresiones s de Lisp , [ 48 ] [ 49 ] las macros de sintaxis extendida higiénicas de Scheme 84 o las reglas de sintaxis de R5RS . De hecho, se puede afirmar que el sistema de macros es una interfaz de programación de aplicaciones (API) cuidadosamente ajustada para extensiones de compilador . Mediante esta API de compilador, los programadores pueden añadir características y lenguajes específicos de dominio completos de forma que resulten completamente indistinguibles de las construcciones de lenguaje integradas.

El sistema de macros de Racket se ha utilizado para construir dialectos de lenguajes completos . Esto incluye Typed Racket, que es un dialecto de Racket con tipado gradual que facilita la migración de código sin tipado a código tipado, [ 50 ] Lazy Racket, un dialecto con evaluación perezosa , [ 51 ] y Hackett, que combina Haskell y Racket. [ 52 ] El lenguaje de programación pedagógico Pyret se implementó originalmente en Racket. [ 53 ] [ 54 ]

Otros dialectos incluyen FrTime ( programación reactiva funcional ), Scribble (lenguaje de documentación), [ 55 ] Slideshow ( lenguaje de presentación ), [ 56 ] y varios lenguajes para la educación. [ 57 ] [ 58 ]

La distribución principal de Racket proporciona bibliotecas para facilitar el desarrollo de lenguajes de programación. [ 18 ] Dichos lenguajes no se limitan a la sintaxis basada en expresiones S. Además de las extensiones de sintaxis convencionales basadas en la lectura, la directiva #langpermite la invocación de analizadores sintácticos arbitrarios, que pueden implementarse utilizando la biblioteca de herramientas de análisis sintáctico. [ 59 ] Consulte la programación lógica de Racket para ver un ejemplo de dicho lenguaje.

Entorno de programación

La plataforma de lenguaje proporciona un IDE autoalojado [ 13 ] llamado DrRacket, un servidor web basado en continuación [ 60 ] , una interfaz gráfica de usuario [ 23 ] y otras herramientas. Como una herramienta de scripting viable con bibliotecas como lenguajes de scripting comunes, se puede usar para automatizar la shell de Unix. Puede analizar argumentos de línea de comandos y ejecutar herramientas externas.

IDE DrRacket

DrRacket (antes DrScheme) es ampliamente utilizado en cursos introductorios de informática que enseñan Scheme o Racket, y es elogiado por su simplicidad y atractivo para los programadores principiantes. El IDE se creó originalmente para su uso con el proyecto TeachScheme! (ahora ProgramByDesign ), una iniciativa de divulgación de la Universidad Northeastern y varias universidades afiliadas para atraer a estudiantes de secundaria a cursos de informática a nivel universitario.

El editor ofrece resaltado de sintaxis y errores de ejecución, coincidencia de paréntesis, un depurador y un analizador algebraico paso a paso. Entre sus funciones pensadas para estudiantes se incluye la compatibilidad con varios niveles de lenguaje (principiante, intermedio, etc.). También cuenta con soporte integrado para bibliotecas y sofisticadas herramientas de análisis para programadores avanzados. Además, admite la programación orientada a módulos con un explorador de módulos, una vista de contorno, pruebas integradas , mediciones de cobertura y soporte para refactorización . Proporciona acceso integrado y contextual a un extenso sistema de ayuda con hipervínculos llamado "Mesa de Ayuda".

DrRacket está disponible para Windows , macOS , Unix y Linux con el sistema X Window , y los programas se comportan de manera similar en todas estas plataformas.

Ejemplos de código

Aquí tenéis un programa trivial de "¡Hola, mundo!" :

#lang racket "¡Hola, mundo!"

Al ejecutar este programa se obtiene el siguiente resultado:

"¡Hola Mundo!"

Aquí hay un programa un poco menos trivial:

El resultado de este programa, como se muestra en DrRacket
#lang racket ( requiere 2htdp/imagen )( dejar sierpinski ([ n 8 ]) ( si ( cero? n ) ( triángulo 2 ' sólido ' rojo ) ( dejar ([ t ( sierpinski ( -n 1 ) )]) ( congelar ( arriba t ( al lado de t t ))))))

Este programa, tomado del sitio web de Racket, dibuja un triángulo de Sierpinski , anidado hasta una profundidad de 8.

Mediante esta #langdirectiva, se puede escribir un archivo fuente en diferentes dialectos de Racket. Aquí hay un ejemplo del programa factorial en Typed Racket, un dialecto de Racket con tipado estático :

#lang typed/racket( : hecho ( Entero -> Entero )) ( define ( hecho n ) ( si ( cero? n ) 1 ( * n ( hecho ( - n 1 )))))

Implementaciones

Racket currently has two implementations. Both support Linux, Windows and MacOS on a variety of architectures and are supported as at version 8.8 (2023). The default implementation uses the Chez Scheme incremental compiler and runtime. The alternate implementation generates platform-independent bytecode and uses just-in-time compilation to generate machine code as it is loaded.[61]

In addition, there are experimental implementations:

  • RacketScript is an experimental Racket to JavaScript (ES6) compiler. It allows programmers to use both JavaScript’s and Racket’s ecosystem and aims to make this interoperability as smooth as possible.[62]
  • Pycket is a Racket implementation generated using the RPython framework.[63]

Applications and practical use

Apart from having a basis in programming language theory, Racket was designed as a general-purpose language for production systems. Thus, the Racket distribution features an extensive library that covers systems and network programming, web development,[60] a uniform interface to the underlying operating system, a dynamic foreign function interface,[64] several flavours of regular expressions, lexer/parser generators,[59]logic programming, and a complete GUI framework.

Racket has several features useful for a commercial language, among them an ability to compile standalone executables under Windows, macOS, and Unix, a profiler and debugger included in the integrated development environment (IDE), and a unit testing framework.

Racket has been used for commercial projects and web applications. A notable example is the Hacker News website, which runs on Arc, which is developed in Racket. Naughty Dog has used it as a scripting language in several video games.[65]

Racket is used to teach students algebra through game design in the Bootstrap program.[66]

See also

References

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Lecturas adicionales

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  • Felleisen et al. , 2003. Cómo diseñar programas . MIT Press.
  • Sitio web oficial
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