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学习《Essentials of Programming Language》使用Scheme语言实现了一系列语言特性逐渐丰富的解释器。包括惰性求值、first class continuation、多线程与锁机制、异常处理机制、模块机制、面向对象机制等feature

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nanlan2017/interpreters

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解释器

此仓库里是我之前学习《Essential of Programming Language》 (编程语言的本质) 一书时(该书目前尚无中文版) , 使用Scheme语言(Racket)实现的一系列解释器。
原书每个章节都讲解、实现了一些新语言特性,但都是最基本的实现。我独立完成了本书的大部分的习题,均为在基础实现的基础上对解释器进行扩展。

### 该项目原来我放在了另一个仓库下: nanlan2017/Scheme-repo/EOPL ###现在把它拷贝过来稍加整理、独立建一个仓库。 (所以几乎没有commit记录)


这一系列解释器实现的语言特性包括:

  1. 基础部分:

    • 使用sllgen作为解析器生成器,把源程序代码文本解析得到抽象语法树AST。
  2. 特性实现:

    • 3-functions
      实现支持 变量定义、单参函数定义(lambda); 实现支持递归函数定义。
      完成了表达式求值。
      深入探索了变量的作用域及绑定,完成了一个内部的lambda的参数变量匿名化的翻译器(使用de Brujin索引)

    • 4-state
      引入了“程序状态”,使用一个全局唯一的list代表内存。

      1. Explicit Reference : 显式引用 。 (如同C里的指针一样,指针变量和普通变量是不同的)
      2. Implicit Reference : 隐式引用 。 (Java中的引用类型即采取这种方案,对象均创建在堆上,变量不过是一个地址引用)
      3. 实现了一个语言的内置类型: Pair
      4. 分别实现了4种函数调用的传参策略: 按值调用、按引用调用; 按名调用、按需调用 (后两种用于惰性求值情况下)
    • 5-CPS
      将解释器内部实现用CPS风格重写,将计算中的上下文暴露出来;
      探究了尾递归、trampoline等程序设计技巧;
      基于CPS实现了简单的异常处理支持,可以 throw/catch 异常; 还支持了 resume异常恢复。
      基于CPS实现了简单的多线程与锁机制。 使用内置的抢占式调度器。

    • 6-CPS-more
      进一步探究如何将普通风格的代码转化为CPS风格;并实现了一个翻译器。

    • 7-types
      为语言引入了类型(包括int,bool,以及复合的函数类型如 int -> bool)
      Checked : 实现了type checker,可以对源代码进行类型检查
      Inferred : 使用unification算法实现了类型自动推导,支持多态类型,如 length :: [a] -> int (求某类型的数组的长度,其中a是任意元素类型)

    • 8-module
      引入了模块机制(类似OCaml语言中的module)
      支持普通的module, module procedure 和对模块引用进行类型检查

    • 9-OOP
      引入了面向对象机制,支持继承和多态
      随后实现了带类型的面向对象,并实现了相应的类型检查器。


一张图说明解释器(interpreter)和编译器(compiler)的区别

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学习《Essentials of Programming Language》使用Scheme语言实现了一系列语言特性逐渐丰富的解释器。包括惰性求值、first class continuation、多线程与锁机制、异常处理机制、模块机制、面向对象机制等feature

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