Scheme语言作为一种基于LISP的方言，拥有着LISP语言的许多强大特性，如函数式编程、宏和高阶函数等。本文旨在探索Scheme语言的基础知识以及其和LISP语言的关系。

一、Scheme语言的介绍

Scheme语言是一种基于LISP语言的方言，由吉米·萨斯曼和吉拉特·斯蒂尔曼于1975年开发。其最初的目的是为了探讨计算机科学中重要的问题，如程序语言的设计和语义等方面的问题。

相比于LISP语言，Scheme语言采用了极简主义的设计哲学，试图去掉LISP语言中冗余的特性，使得Scheme语言更加简洁易学。Scheme语言的核心设计理念是“优雅”的表示计算机对象和计算过程。

当下，Scheme语言被广泛应用于高级计算的领域，如计算机科学、程序语言理论、人工智能、自然语言处理等领域。它拥有着LISP之祖的一些特性，如垃圾回收、动态类型、闭包和递归等，但也有着它自己的独特特性，如清晰的语法、简洁的标准库和一些新增的特性，如错误处理和状态管理等。

二、Scheme语言与LISP语言的关系

Scheme语言与LISP语言有着密切的关系，可以看做是LISP语言的一个分支。LISP语言也是一个由人工智能先驱约翰·麦卡锡在1958年概念化的编程语言。“LISP”代表的意思就是“List Processing(列表处理)”，其语法定义了一系列的S表达式。

在LISP语言中，数据结构、代码、函数以及宏被表示为S表达式。S表达式是由一些基本的原子(Literal)和一些列表(Lists)组合而成的。其中，列表是由圆括号包裹住的一些S表达式组成的；而原子则是字符串、数值和布尔值等，也可以是由圆点分隔符分割组成的一些列表。

LISP语言中的列表和表达式具有等价性，这也是LISP语言极其强大的一个特性，即“代码也是数据”，可以进行元编程；它还支持高阶函数、递归和动态类型等优美的特性。

相比之下，Scheme语言作为LISP语言的一个分支，也继承了许多LISP语言的优秀思想，并在此基础上进行了许多创新，如简化了语法，改进了尾递归优化等。此外，Scheme语言通过重新定义一些基本操作和通过一些特殊表达式和宏来扩展其功能，从而使得其成为一种更丰富和复杂的编程语言。

三、Scheme语言的基础知识

1.变量与表达式

在Scheme语言中，可以用“define”来定义一个变量。如下面的例子，定义了一个名为“x”的变量并赋值为2:

(define x 2)

Scheme语言中的表达式被称为“sexp”(S表达式)，也就是由一堆列表或者原子组成的形式。表达式可以包含变量、函数调用以及各种运算符。

例如，可以用下面的表达式计算5+3:

(+ 5 3)

其中，符号“+”表示的是加法运算符，后面的数字则表示参与运算的操作数。跟LISP语言一样，在Scheme语言中，每个表达式都必须通过圆括号来包裹，以识别S表达式的调用。

另外一个例子，我们可以用“cons”函数来构建一个列表，例如下面的代码创建了一个包含“1”和“2”的列表:

(cons 1 (cons 2 '()))

2.函数的定义

在Scheme语言中，可以通过“lambda”来定义一个函数。如下面的例子，定义了一个函数，其参数为“x”和“y”，函数体只是简单的返回这两个参数的和：

(lambda (x y) (+ x y))

在Scheme语言中，函数是一等公民，具有与其他数据类型相同的权利。函数可以被定义、传递、调用，也可以作为返回值返回。

3.控制流

在Scheme语言中，可以使用“if”和“cond”语句实现逻辑控制。下面的一行代码使用了“if”语句来实现逻辑分支：

(if (< x 0) (display "x is negative") (display "x is positive"))

此代码段首先检查变量“x”是否小于0，如果是，则打印“x is negative”，否则打印“x is positive”。

另一种选择是“cond”语句。如下面的代码段，使用了“cond”语句来实现逻辑分支：

(cond ((= x 1) (display "x is 1")) ((= x 2) (display "x is 2")) ((= x 3) (display "x is 3")) (else (display "x is not 1, 2, or 3")))

代码段中，“cond”的每个可能的分支都由其后面的一个列表表示，其中一个条件和它的关联行为的结果形成了这个列表。

4.宏

在Scheme语言中，宏是一个特殊的函数，它的参数是代码而不是数据，它返回一个新的代码，在编译和求值之前被转换。使用宏可以方便地生成一些新的语法，扩展Scheme语言的能力。

在下面的代码段中，定义了一个名为“mywhile”的简单宏，可以使用它来实现一个while循环：

(define-syntax mywhile (syntax-rules () ((_ test body ...) (let loop () (if test (begin body ... (loop)))))))

可以使用“mywhile”宏（而不是Scheme语言内置的while循环）来实现一个循环：

(mywhile (< x 5) (display x) (set! x (+ x 1)))；该代码用于计算x的前5个数字并打印至屏幕

此代码将重复执行任何在“mywhile”后面的一对括号中的命令，直到表达式“(< x 5)”为假。

四、结语

作为LISP语言的一种方言，Scheme语言继承了LISP语言的许多优点，并在此基础上开展了许多创新，使其成为一种简洁且强大的编程语言。Scheme语言在人工智能、自然语言处理等领域有着广泛的应用，由于其简单优雅的语法和强大的特性，吸引了许多编程人员的兴趣。

本文已经介绍了一些基础知识，如变量、表达式、函数定义、控制流和宏等。希望这些有助于您更好地理解Scheme语言的特性和其与LISP语言的关系。如果您有兴趣尝试Scheme语言，可以参考一些优秀的Scheme语言教程并开始学习。