求值器本质--eval&apply

最近跟着(How to Write a (Lisp) Interpreter (in Python))使用python实现了一个简易的scheme解释器。不得不说使用python这类动态语言实现不要太方便。

解释器的核心实际就是2个部分：

• eval 在环境里求值表达式
• apply 将一个过程应用于一组参数
  
  

eval、apply 这两个规则描述了求值过程的核心部分，这是任何解释器的基本循环。在这一循环中表达式在环境中的求值被规约到过程对实际参数的应用，而这种应用又被规约到新的表达式在新的环境中的求值，如此下去，直到下降到符号（其值可以在环境中找到）或者基本过程（它们可以直接应用）。

接着我又尝试使用c++实现，由于c++没有python那么方便的list，我定义了一个抽象基类Type，让各种表达式作为它的派生类。过程还算顺利，只是在对过程求值环境的处理上烦了迷糊。

例如：

(define x (lambda (a) (lambda (b c) (+ a b c))))
(define y (x 1))
(y 2 3)

求值(x 1)为求值 (lambda (a) (lambda (b c) (+ a b c))) 作用于1的结果，返回(lambda (b c) (+ a b c))，同时具有环境a=1这个过程。

接着求值(y 2 3)，实际是求值过程(x 1)作用于2 3的结果，那么求值环境呢？ 显然是当前的b=2,c=3再加上procedure所具有的环境a=1，而不是在求值这个表达式时的环境x=... , y=... 。

再来看递归:

(define factor (lambda (n) (* n (if (= n 1) 1 (factor (- n 1))))))
(factor 3)

求值(factor 3) 时，带着n=3 环境，接着求值内部的(factor (- n 1)) 带着n=2 (从左到右为从内到外部环境,优先选择左侧)，直到环境为 n=1时，(factor 1)返回1，在上层环境为n=2因此(* n 1)返回2，然后就是正常的递归回溯了。

以上说的可能有些混乱，简言之，求值一个过程时，环境为参数环境+过程的环境而不是参数环境+求值时的环境。

目前实现的解释器还很简易，缺少很多必要功能。例如垃圾回收，尾递归优化等。总之继续努力吧(^__) 嘻嘻……

参考代码：https://github.com/CknightX/Practice/tree/master/c%2B%2B/scheme-interpreter