Scheme编程中的数值、字符、字符串和向量操作详解

### Scheme编程中的数值、字符、字符串和向量操作详解 在编程领域，对数值、字符、字符串和向量的操作是非常基础且重要的部分。下面将详细介绍相关的操作函数和方法。 #### 1. 数值操作 在数值操作方面，有几个重要的函数值得关注： - **平方根计算**：`(flsqrt fl)` 函数用于返回 `fl` 的主平方根。需要注意的是，`-0.0` 的平方根是 `-0.0`，而对于其他负数，结果可能是 `NaN` 或其他未指定的浮点数。例如： ```scheme (flsqrt 4.0) ; 结果为 2.0 (flsqrt 0.0) ; 结果为 0.0 (flsqrt -0.0) ; 结果为 -0.0 ``` - **幂运算**：`(flexpt fl1 fl2)` 函数用于计算 `fl1` 的 `fl2` 次幂。当 `fl1` 为负数且 `fl2` 不是整数时，结果可能是 `NaN` 或其他未指定的浮点数；当 `fl1` 和 `fl2` 都为 0 时，结果为 1.0；当 `fl1` 为 0 且 `fl2` 为正数时，结果为 0。例如： ```scheme (flexpt 3.0 2.0) ; 结果为 9.0 (flexpt 0.0 +inf.0) ; 结果为 0.0 ``` - **数值类型转换**： - `(fixnum->flonum fx)` 函数用于将 `fx` 转换为最接近的浮点数表示，它是 `inexact` 的受限变体。 - `(real->flonum real)` 函数用于将 `real` 转换为最接近的浮点数表示，当输入为精确实数时，它是 `inexact` 的受限变体；当输入为非浮点数的不精确实数时，它将其转换为最接近的浮点数。例如： ```scheme (fixnum->flonum 0) ; 结果为 0.0 (fixnum->flonum 13) ; 结果为 13.0 (real->flonum -1/2) ; 结果为 -0.5 (real->flonum 1s3) ; 结果为 1000.0 ``` #### 2. 字符操作 字符在编程中是原子对象，可表示字母、数字、特殊符号和非图形控制字符等。字符的书写以 `#\` 为前缀，例如 `#\A` 表示字母 `A`。对于换行符、空格和制表符，除了可以写成 `#\newline`、`#\space` 和 `#\tab` 外，也可以用上述方式书写。此外，任何 Unicode 字符都可以用 `#\xn` 的语法书写，其中 `n` 由一个或多个十六进制数字组成，表示有效的 Unicode 标量值。 字符操作的相关函数如下： - **字符比较**： - `(char=? char1 char2 char3 ...)`、`(char<? char1 char2 char3 ...)`、`(char>? char1 char2 char3 ...)`、`(char<=? char1 char2 char3 ...)`、`(char>=? char1 char2 char3 ...)` 这些谓词的行为与数值谓词 `=`、`<`、`>`、`<=` 和 `>=` 类似。例如： ```scheme (char>? #\a #\b) ; 结果为 #f (char<? #\a #\b) ; 结果为 #t (char<? #\a #\b #\c) ; 结果为 #t (let ([c #\r]) (char<=? #\a c #\z)) ; 结果为 #t (char<=? #\Z #\W) ; 结果为 #f (char=? #\+ #\+) ; 结果为 #t ``` - `(char-ci=? char1 char2 char3 ...)`、`(char-ci<? char1 char2 char3 ...)`、`(char-ci>? char1 char2 char3 ...)`、`(char-ci<=? char1 char2 char3 ...)`、`(char-ci>=? char1 char2 char3 ...)` 这些谓词与上述谓词类似，但不区分大小写，即比较参数的大小写折叠版本。例如： ```scheme (char-ci<? #\a #\B) ; 结果为 #t (char-ci=? #\W #\w) ; 结果为 #t (char-ci=? #\= #\+) ; 结果为 #f (let ([c #\R]) (list (char<=? #\a c #\z) (char-ci<=? #\a c #\z))) ; 结果为 (#f #t) ``` - **字符属性判断**： - `(char-alphabetic? char)` 用于判断字符是否为字母。 - `(char-numeric? char)` 用于判断字符是否为数字。 - `(char-whitespace? char)` 用于判断字符是否为空白字符。例如： ```scheme (char-alphabetic? #\a) ; 结果为 #t (char-alphabetic? #\T) ; 结果为 #t (char-alphabetic? #\8) ; 结果为 #f (char-alphabetic? #\$) ; 结果为 #f (char-numeric? #\7) ; 结果为 #t (char-numeric? #\2) ; 结果为 #t (char-numeric? #\X) ; 结果为 #f (char-numeric? #\space) ; 结果为 #f (char-whitespace? #\space) ; 结果为 #t (char-whitespace? #\newline) ; 结果为 #t (char-whitespace? #\Z) ; 结果为 #f ``` - **字符大小写判断和转换**： - `(char-lower-case? char)` 用于判断字符是否为小写字母。 - `(char-upper-case? char)` 用于判断字符是否为大写字母。 - `(char-title-case? char)` 用于判断字符是否为标题大小写字母。 - `(char-upcase char)` 用于将字符转换为大写字母。 - `(char-downcase char)` 用于将字符转换为小写字母。 - `(char-titlecase char)` 用于将字符转换为标题大小写字母。 - `(char-foldcase char)` 用于将字符进行大小写折叠。例如： ```scheme (char-lower-case? #\r) ; 结果为 #t (char-lower-case? #\R) ; 结果为 #f (char-upper-case? #\r) ; 结果为 #f (char-upper-case? #\R) ; 结果为 #t (char-title-case? #\I) ; 结果为 #f (char-title-case? #\x01C5) ; 结果为 #t (char-upcase #\g) ; 结果为 #\G (char-upcase #\G) ; 结果为 #\G (char-upcase #\7) ; 结果为 #\7 (char-upcase #\ ) ; 结果为 #\ (char-downcase #\g) ; 结果为 #\g (char-downcase #\G) ; 结果为 #\g (char-downcase #\7) ; 结果为 #\7 (char-downcase #\ ) ; 结果为 #\ (char-titlecase #\g) ; 结果为 #\G (char-titlecase #\G) ; 结果为 #\G (char-titlecase #\7) ; 结果为 #\7 (char-titlecase #\ ) ; 结果为 #\ (char-foldcase #\g) ; 结果为 #\g (char-foldcase #\G) ; 结果为 #\g (char-foldcase #\7) ; 结果为 #\7 (char-foldcase #\ ) ; 结果为 #\ ``` - **字符与整数的转换**： - `(char->integer char)` 用于将字符转换为其 Unicode 标量值的精确整数表示。 - `(integer->char n)` 用于将精确整数 `n` 转换为对应的字符，`n` 必须是有效的 Unicode 标量值。例如： ```scheme (char->integer #\newline) ; 结果为 10 (char->integer #\space) ; 结果为 32 (- (char->integer #\Z) (char->integer #\A)) ; 结果为 ```