高校数学の窓LaTeX版: Scheme入門第１２章局所変数レット

これまで変数はすべて define で定義してきました。define で定義した変数は、トップレベル変数と呼びます。いわゆるグローバル変数です(※1)。それに対して、局所変数（ローカル変数）を定義するlet, let*, letrec という構文もあります。let は次のように書きます。


(let ((変数１ 初期値１)
      (変数２ 初期値２)
      ...)
  ボディ ...)

具体的に書くと、こんな感じです。


(let ((x 0)
      (y 1))
  (display (+ x y)))

ここで定義した変数 x と y は let の中だけで有効で、let から抜けると消えてしまいます。let*, letrec も同じ書き方で、使い方も効果もほぼ同じです。何が違うかというと、変数が定義されるタイミングが違うのです。

let は、（不定の順序で）変数の初期化がすべて終わってから定義します。

let* は、変数を順番にひとつずつ初期化＆定義します。

letrec は、すべての変数を定義してから（不定の順序で）初期化します。

さっぱりわかりませんね。それぞれ比較して説明しましょう。まず let です。


(define x 1)
(let ((x 2)
      (y x))
  (display y)) -> 1

let は、すべての初期化が終わってから変数を定義します。すなわち、y を初期化するときには、局所変数の x は、まだ見えていません。そーすると、外側のトップレベル変数 x を見ることになるので、y は 1 になります。


(define x 1)
(let* ((x 2)
       (y x))
  (display y)) -> 2

それに対して let* は、順番にひとつずつ初期化して定義します。すなわち、x が初期化・定義されて、それから y が初期化されるので、y を初期化するときには局所変数の x が見えるのです。そのため 2 となります。

letrec は、再帰関数を定義するのに使います。


(letrec
    ((fact (lambda (x) (if (> x 0) (* (fact (- x 1))) 1))))
  (fact 10))

let や let* ではlambda の中から fact が見えませんので、再帰関数が定義出来ないというわけです。letrec ではすべての変数が定義されてから初期化されますが、次のように初期化中に変数をアクセスするとエラーになってしまいますので注意。すべての初期化が終わってからでないとアクセス出来ません。


(letrec ((x 1)
         (y x))
  (display (+ x y)))

※ 上記はエラーの例です。

let にはもうひとつ、名前付き let と呼ばれる構文があります。これはループを書きやすくする目的の構文です。


(let r ((n 10))
  (display "Hello")
  (newline)
  (if (> n 1)
    (r (- n 1))))

"Hello" を１０回表示するプログラムを名前付きletで書いた例(※2)。これは実質的に以下と同じです。


(letrec ((r (lambda (n)
              (display "Hello")
              (newline)
              (if (> n 1)
                (r (- n 1))))))
  (r 10))

このように letrec を使って書くことも出来ますから、名前付きletを使うかどうかは好みの問題です(※3)。まぁそれを言うなら、let も lambda を使って書けますから、lambda さえあれば事足りるわけですが。

第１２章・完

x

define

newline

display

改行文字



(let r ((n 10))
  (display "Hello\n")
  (if (> n 1)
    (r (- n 1))))

"Hello"

"\n"

newline

"Hello\n"

msg

let

r

ls



(let ((msg "Hello\n"))
  (let r ((n 10) (ls ()))
    (if (zero? n)
        (for-each display ls)
        (r (- n 1) (cons msg ls)))))

ls



("Hello\n" "Hello\n" "Hello\n" "Hello\n" "Hello\n" 
"Hello\n" "Hello\n" "Hello\n" "Hello\n" "Hello\n")

第１０章

map

for-each

display

ls



(for-each display ls)

letrec

以上でScheme入門は唐突に終了です。
原著者の構想ではこの続きも存在する筈だったようですが、結局完結を見ぬままサイトは閉じられてしまいました。
とは言っても、数学的な単純な計算を行うプログラムを作る程度であれば、ここまでで得たSchemeの知識で充分乗りきれる、とは思います。
これ以上のトピックを勉強したい、と言う意欲的な方々は独習Scheme三週間を参照して下さい。
重複している部分もありますが、より詳細な解説が掲載されていますし、「似た項目を何度も何度も復習し、次第に深く掘り下げていく」のが学習行為では意外と肝要です。