Racket es un lenguaje de programación multiparadigma de propósito general y una distribución multiplataforma que incluye el lenguaje Racket, un compilador , una gran biblioteca estándar , un entorno de desarrollo integrado (IDE), herramientas de desarrollo y un conjunto de lenguajes adicionales que incluyen Typed Racket ( un lenguaje hermano de Racket con un verificador de tipos estático), Swindle, FrTime, Lazy Racket, R5RS & R6RS Scheme , Scribble, Datalog, Racklog, ALGOL 60 y varios lenguajes de enseñanza.
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 principal Racket, Racket también se utiliza 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 utiliza para secuencias de comandos , educación en informática e investigación.
La plataforma Racket proporciona una implementación del lenguaje Racket (que incluye un sistema de ejecución , [12] bibliotecas y un compilador que admite varios modos de compilación: código de máquina, independiente de la máquina, interpretado y JIT) junto con el entorno de desarrollo integrado (IDE) DrRacket. escrito en Raqueta. [13] Racket es utilizado por el programa de extensión ProgramByDesign , cuyo objetivo es convertir la informática en "una parte indispensable del plan de estudios de artes liberales ". [14] [15]
El lenguaje principal de Racket es conocido por su extenso sistema de macros que permite crear lenguajes integrados y de dominio específico , construcciones de lenguaje como clases o módulos y dialectos separados de Racket con diferente semántica . [16] [17] [18] [19]
La distribución de la plataforma es software gratuito y de código abierto distribuido bajo las licencias Apache 2.0 y MIT . [20] Las extensiones y paquetes escritos por la comunidad se pueden cargar en el catálogo de paquetes de Racket .
Matthias Felleisen fundó PLT Inc. a mediados de la década de 1990, primero como un grupo de investigación y 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 pedagógica basado en Scheme . Matthew Flatt improvisó MrEd, la máquina virtual original para Racket, de libscheme, [21] wxWidgets y algunos otros sistemas gratuitos. [22] En los años siguientes, un equipo que incluía a Flatt, Robby Findler , Shriram Krishnamurthi , Cormac Flanagan y muchos otros produjeron DrScheme, un entorno de programación para programadores novatos de Scheme y un entorno de investigación para escritura suave . [13] El principal lenguaje de desarrollo que admitía DrScheme se denominó PLT Scheme.
Paralelamente, el equipo comenzó a realizar talleres para profesores de secundaria, capacitándolos en diseño de programas y programación funcional. Las pruebas de campo con estos profesores y sus alumnos proporcionaron pistas esenciales para dirigir el desarrollo.
Durante los años siguientes, PLT agregó lenguajes de enseñanza, un paso a paso algebraico, [23] un bucle transparente de lectura, evaluación e impresión , una impresora basada en constructor y muchas otras innovaciones a DrScheme, produciendo un entorno de desarrollo de programas pedagógicos con calidad de aplicación. En 2001, el equipo central (Felleisen, Findler, Flatt, Krishnamurthi) también había escrito y publicado su primer libro de texto, Cómo diseñar programas , basado en su filosofía de enseñanza.
El Racket Manifesto [9] detalla los principios que impulsan el desarrollo de Racket, presenta el marco de evaluación detrás del proceso de diseño y detalla oportunidades para futuras mejoras.
La primera generación de revisiones del esquema PLT introdujo características para la programación en general tanto con módulos como con clases . La versión 42 introdujo unidades (un sistema de módulos de primera clase) para complementar las clases para el desarrollo a gran escala. [24] El sistema de clases ganó características (por ejemplo, interfaces estilo Java ) y también perdió varias características (por ejemplo, herencia múltiple ) a lo largo de estas versiones. [16] El lenguaje evolucionó a lo largo de varias versiones sucesivas y ganó una popularidad histórica 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 macros. [24] En particular, el sistema de módulos garantiza que el cálculo en tiempo de ejecución y en tiempo de compilación estén separados para soportar una "torre de lenguajes". [25] A diferencia de las unidades, estos módulos no son objetos de primera clase .
La versión 300 introdujo compatibilidad con Unicode , compatibilidad con bibliotecas extranjeras y mejoras en el sistema de clases. [24] Más tarde, la serie 300 mejoró el rendimiento del tiempo de ejecución del lenguaje con la adición de un compilador JIT y un cambio a una recolección de basura generacional predeterminada .
En la siguiente versión importante, el proyecto había cambiado a una numeración de versiones más convencional basada en secuencias . La versión 4.0 introdujo la #langtaquigrafía para especificar el idioma en el que está escrito un módulo. Además, la revisión introdujo pares y listas inmutables , soporte para paralelismo detallado y un dialecto de tipado estático . [26]
El 7 de junio de 2010, PLT Scheme pasó a llamarse Racket. [27] El cambio de nombre coincidió con el lanzamiento de la versión 5.0. Posteriormente, el backend de la interfaz gráfica de usuario (GUI) se reescribió en Racket desde C++ en la versión 5.1 utilizando kits de herramientas de UI nativos en todas las plataformas. [22] La versión 5.2 incluía una herramienta de verificación de sintaxis en segundo plano , una nueva biblioteca de trazado, una biblioteca de bases de datos y un nuevo REPL extendido. [28] La versión 5.3 incluía una nueva función de submódulo para módulos cargados opcionalmente, [29] nuevas herramientas de optimización , una biblioteca JSON y otras funciones. [30] La versión 5.3.1 introdujo mejoras importantes en DrRacket: el verificador de sintaxis en segundo plano se activó de forma predeterminada y se agregó una nueva herramienta de vista previa de la documentación. [31]
En la versión 6.0, Racket lanzó su sistema de gestión de paquetes de segunda generación. Como parte de este desarrollo, el repositorio principal de DrRacket y Racket se reorganizó y se dividió en un gran conjunto de paquetes pequeños, lo que hizo posible instalar un racket mínimo e instalar solo aquellos paquetes necesarios. [32]
La versión 7 de Racket se lanzó con un nuevo expansor de macros escrito en Racket como parte de los preparativos para respaldar el cambio al sistema de ejecución de Chez Scheme y admitir múltiples sistemas de ejecución. [33] [34] El 19 de noviembre de 2019, se lanzó Racket 7.5. La licencia de Racket 7.5 era menos restrictiva. Ahora utilizan la licencia Apache 2.0 o la licencia MIT. [35] [36]
El 13 de febrero de 2021, se lanzó Racket 8.0. Racket 8.0 marca la primera versión en la que Racket con el sistema de ejecución Chez Scheme , conocido como Racket CS, es la implementación predeterminada. Racket CS es más rápido, más fácil de mantener y desarrollar, es compatible con versiones anteriores de los programas Racket existentes y tiene una mejor recolección de basura paralela. [37]
El lenguaje central de Racket incluye macros , módulos , cierres léxicos , llamadas de cola , continuaciones delimitadas , [38] parámetros (variables fluidas), contratos de software , [39] subprocesos verdes y subprocesos del sistema operativo , [40] [41] [42] y más. El lenguaje también viene con primitivos, como espacios de eventos y custodios, que controlan la gestión de recursos y permiten que el lenguaje actúe como un sistema operativo para cargar y gestionar otros programas. [12] Se crean más extensiones del lenguaje con el potente sistema de macros, que junto con el sistema de módulos y los analizadores personalizados pueden controlar todos los aspectos de un lenguaje. [43] La mayoría de las construcciones del lenguaje en Racket se implementan como macros en el lenguaje base. Estos 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 contrato para un lenguaje de programación de orden superior . [44] El sistema de contrato de Racket está inspirado en el trabajo de Diseño por contrato para Eiffel y lo extiende para trabajar con valores de orden superior, como funciones de primera clase , objetos, celdas de referencia , etc. Por ejemplo, se puede garantizar que un objeto verificado por un contrato realizará comprobaciones del contrato cuando finalmente se invoquen sus métodos.
Racket incluye compiladores de código de bytes y JIT (JIT). El compilador de código de bytes produce un formato de código de bytes interno ejecutado por la máquina virtual Racket , y el compilador JIT traduce el código de bytes a código de máquina en tiempo de ejecución.
Desde 2004, el lenguaje también se incluye con PLaneT, un administrador de paquetes que está integrado en el sistema de módulos para que las bibliotecas de terceros se puedan importar y utilizar de forma transparente. Además, PLaneT tiene una política de control de versiones incorporada para evitar el infierno de dependencia . [45]
A finales de 2014, gran parte del código de Racket se trasladó a un nuevo sistema de empaquetado separado de la base del código principal. Este nuevo sistema de embalaje cuenta con el mantenimiento de un programa cliente llamado raco . El nuevo sistema de paquetes ofrece menos funciones que PLaneT; una publicación de blog de Jay McCarthy en el blog Racket explica el fundamento del cambio y cómo duplicar el sistema anterior. [46]
Las características que distinguen más claramente a Racket de otros lenguajes de la familia Lisp son sus características integradas de extensibilidad del lenguaje que admiten la creación de nuevos lenguajes de propósito general y específicos de dominio . Las funciones 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 forma sintáctica se puede anular para cambiar la semántica de la aplicación de funciones . De manera similar, el formulario permite un análisis estático arbitrario de todo el módulo. [18] Dado que cualquier módulo puede usarse como lenguaje, a través de la notación, esto significa efectivamente que prácticamente cualquier aspecto del lenguaje puede programarse y controlarse.#%app#%module-begin#lang
Las características de extensibilidad a nivel de módulo se combinan con un sistema macro higiénico similar a Scheme , que proporciona más características que el sistema de manipulación de expresiones s de Lisp , [47] [48] las macros higiénicas de sintaxis extendida de Scheme 84 o las reglas de sintaxis de R5RS . . De hecho, es justo decir que el sistema de macros es una interfaz de programación de aplicaciones (API) cuidadosamente ajustada para extensiones del compilador . Al utilizar esta API del compilador, los programadores pueden agregar funciones y lenguajes completos específicos de un dominio de una manera que los haga completamente indistinguibles de las construcciones de lenguaje integradas.
El sistema macro de Racket se ha utilizado para construir dialectos lingüísticos completos . Esto incluye Typed Racket, que es un dialecto de Racket escrito gradualmente que facilita la migración de código no escrito a código escrito, [49] Lazy Racket, un dialecto con evaluación diferida , [50] y Hackett, que combina Haskell y Racket. [51] El lenguaje de programación pedagógico Pyret se implementó originalmente en Racket. [52] [53]
Otros dialectos incluyen FrTime ( programación reactiva funcional ), Scribble (lenguaje de documentación), [54] Slideshow ( lenguaje de presentación ), [55] y varios idiomas para educación. [56] [57]
La distribución principal de Racket proporciona bibliotecas para ayudar en el desarrollo de lenguajes de programación. [18] Estos lenguajes no se limitan a la sintaxis basada en expresiones s . Además de las extensiones de sintaxis convencionales basadas en lecturas, la directiva #langpermite la invocación de analizadores arbitrarios, que se pueden implementar utilizando la biblioteca de herramientas del analizador. [58] Consulte Programación lógica de Racket para ver un ejemplo de dicho lenguaje.
La plataforma de lenguaje proporciona un IDE autohospedado [13] llamado DrRacket, un servidor web basado en continuación , [59] una interfaz gráfica de usuario , [22] y otras herramientas. Como herramienta de secuencias de comandos viable con bibliotecas como lenguajes de secuencias de comandos comunes , se puede utilizar para crear secuencias de comandos del shell Unix. Puede analizar argumentos de línea de comandos y ejecutar herramientas externas.
DrRacket (anteriormente DrScheme) se usa ampliamente entre los cursos de introducción a la 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 TeachScheme! proyecto (ahora ProgramByDesign ), un esfuerzo de extensión de la Universidad Northeastern y varias universidades afiliadas para atraer estudiantes de secundaria a cursos de informática a nivel universitario.
El editor proporciona resaltado de errores de sintaxis y de tiempo de ejecución, coincidencia de paréntesis, un depurador y un paso a paso algebraico. Sus características amigables para los estudiantes incluyen soporte para múltiples "niveles de idioma" (estudiante principiante, estudiante intermedio, etc.). También cuenta con soporte de biblioteca integrado y sofisticadas herramientas de análisis para programadores avanzados. Además, la programación orientada a módulos es compatible con el navegador de módulos, una vista de contorno, pruebas integradas y mediciones de cobertura , y soporte de refactorización . Proporciona acceso integrado y sensible al contexto a un extenso sistema de ayuda con hipervínculos denominado "Help Desk".
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.
Aquí hay un trivial "¡Hola, mundo!" programa :
#lang raqueta "¡Hola, mundo!"La ejecución de este programa produce el resultado:
Aquí hay un programa un poco menos trivial:
#lang raqueta ( requiere 2htdp/imagen ) ( let sierpinski ([ n 8 ]) ( if ( zero? n ) ( triángulo 2 ' sólido ' rojo ) ( let ([ t ( sierpinski ( - n 1 ))]) ( congelar ( encima de t ( al lado de t t )) )))) Este programa, extraído del sitio web de Racket, dibuja un triángulo de Sierpinski , anidado hasta la profundidad 8.
Usando la #langdirectiva, se puede escribir un archivo fuente en diferentes dialectos de Racket. A continuación se muestra un ejemplo del programa factorial en Typed Racket, un dialecto de Racket escrito estáticamente :
#lang escrito/raqueta( : hecho ( Entero -> Entero )) ( definir ( hecho n ) ( si ( cero? n ) 1 ( * n ( hecho ( - n 1 ))))) Racket tiene actualmente dos implementaciones. Ambos son compatibles con Linux, Windows y MacOS en una variedad de arquitecturas y son compatibles con la versión 8.8 (2023). La implementación predeterminada utiliza el compilador incremental y el tiempo de ejecución de Chez Scheme . La implementación alternativa genera código de bytes independiente de la plataforma y utiliza la compilación justo a tiempo para generar código de máquina a medida que se carga. [60]
Además, existen implementaciones experimentales:
Aparte de tener una base en la teoría de los lenguajes de programación , Racket fue diseñado como un lenguaje de propósito general para sistemas de producción. Por lo tanto, la distribución Racket presenta una biblioteca extensa que cubre sistemas y programación de redes, desarrollo web, [59] una interfaz uniforme para el sistema operativo subyacente, una interfaz dinámica de funciones externas , [63] varios tipos de expresiones regulares , generadores de lexer/analizador , [58] programación lógica y un marco GUI completo .
Racket tiene varias características útiles para un lenguaje comercial, entre ellas la capacidad de compilar ejecutables independientes en Windows, macOS y Unix, un generador de perfiles y depurador incluidos en el entorno de desarrollo integrado (IDE) y un marco de pruebas unitarias .
Racket se ha utilizado para proyectos comerciales y aplicaciones web. Un ejemplo notable es el sitio web Hacker News , que se ejecuta en Arc , que está desarrollado en Racket. Naughty Dog lo ha utilizado como lenguaje de programación en varios videojuegos. [64]
Racket se utiliza para enseñar álgebra a los estudiantes a través del diseño de juegos en el programa Bootstrap . [sesenta y cinco]
La extensión de archivo estándar para un archivo de programa Racket es ".rkt". Las extensiones ".ss", ".scm" y ".sch" también son históricamente populares.