Apprenez Python en créant un interpréteur Lisp

Introduction au langage Lisp

Lisp, abréviation de « List Processing », est un langage de programmation fonctionnel conçu pour traiter facilement des chaînes de données. Lisp est connu pour sa simplicité et son élégance dans le calcul symbolique. Les programmes Lisp sont composés d'expressions (listes), ce qui les rend particulièrement adaptés aux opérations récursives et au traitement de données symboliques.

Ce guide vous guidera dans la création d'un interpréteur Lisp simplifié à l'aide de Python. À la fin du cours, vous disposerez d'un interprète fonctionnel capable d'évaluer les expressions Lisp de base, de définir des fonctions et d'exécuter une logique conditionnelle.

Exemple de syntaxe Lisp

Voici un programme Lisp simple pour calculer le cube d'un nombre :

<code>(define square (lambda (x) (* x x)))
(square 4) 
输出：16</code>

Dans cet exemple :

• define est utilisé pour créer de nouvelles variables ou fonctions en Lisp. Il associe un nom à une valeur ou une fonction, vous permettant de le référencer dans le futur code.
• lambda est utilisé pour créer des fonctions anonymes en Lisp. Il n'existe pas de noms prédéfinis pour ces fonctions. Vous pouvez les créer dynamiquement et les affecter à des variables (ou les transmettre).

Si vous souhaitez apprendre la programmation Lisp plus en profondeur, ce didacticiel est un bon point de départ [le lien du didacticiel doit être inséré ici].

Étapes pour créer un interpréteur Lisp

Créez un nouveau fichier nommé lis.py. Ce sera le script Python principal de l'interpréteur.

1. Tokenisation

Cette étape divise la chaîne d'entrée en parties plus petites et plus significatives appelées jetons. Par exemple, une expression comme ( 1 2) est décomposée en une liste ["(", " ", "1", "2", ")"]. Ce processus facilite l'analyse et la manipulation des entrées en vue d'un traitement ultérieur.

<code class="language-python">def tokenize(source):
    """
    将输入源字符串分词：
    - 将开括号和闭括号替换为空格填充的版本，将它们视为单独的标记。
    - 按空格分割修改后的字符串以获得标记列表。

    参数：
    - source (str): 要分词的源代码。

    返回：
    - 字符串列表：表示源代码的标记列表。
    """
    return source.replace("(", " ( ").replace(")"," ) ").split()</code>

2. Analyse

Après la tokenisation, les balises sont converties dans un format structuré, généralement une liste imbriquée. Par exemple, ["(", " ", "1", "2", ")"] devient [" ", 1, 2]. Cette représentation structurée permet d'évaluer plus facilement les expressions en les mappant à une structure arborescente appelée arbre de syntaxe abstraite (AST).

<code class="language-python">def read_from_tokens(tokens):
    # ... [代码与原文相同] ...</code>

3. Configuration de l'environnement

L'environnement agit comme un dictionnaire dans lequel sont stockés les noms de variables et les fonctions. Il comprend des fonctions intégrées telles que , -, *, /, etc., ainsi que des variables et fonctions définies par l'utilisateur. Cet environnement permet à l'interpréteur de résoudre des symboles (tels que x ou ) lorsqu'ils sont utilisés dans des expressions.

<code class="language-python">class Env(dict):
    # ... [代码与原文相同] ...</code>

Pourquoi avons-nous besoin de la classe Env ?

La classe Env est cruciale car elle agit comme l'épine dorsale de l'interpréteur, gérant les variables, les fonctions et les étendues. Voici pourquoi vous en avez besoin :

• Reliure variable
• Stockage des fonctions
• Résolution étendue
• Fonctions intégrées

4. Évaluation

La logique de base de l'interpréteur, où les expressions analysées sont évaluées :

• Les nombres (par exemple, 1, 2,5) et les variables (par exemple, x, y) sont évalués à leurs valeurs respectives.
• Les appels de fonction (par exemple, ( 1 2)) sont évalués de manière récursive. Les opérateurs ( ) et les paramètres (1, 2) utilisent l'environnement pour l'analyse et le calcul.

<code>(define square (lambda (x) (* x x)))
(square 4) 
输出：16</code>

5. REPL (boucle lecture-évaluation-impression)

REPL est un shell interactif qui permet aux utilisateurs de saisir et d'exécuter des commandes Lisp en temps réel. Il lit les entrées de l'utilisateur (par exemple, (define x 10)), les évalue (par exemple, attribue 10 à x) et imprime le résultat.

<code class="language-python">def tokenize(source):
    """
    将输入源字符串分词：
    - 将开括号和闭括号替换为空格填充的版本，将它们视为单独的标记。
    - 按空格分割修改后的字符串以获得标记列表。

    参数：
    - source (str): 要分词的源代码。

    返回：
    - 字符串列表：表示源代码的标记列表。
    """
    return source.replace("(", " ( ").replace(")"," ) ").split()</code>

Conclusion

En suivant les étapes ci-dessus, vous avez créé un interpréteur Lisp de base capable de gérer des expressions arithmétiques, de définir des fonctions et même de gérer la logique conditionnelle. Il ne s'agit que d'une version simple, mais au fur et à mesure de votre exploration, vous pourrez l'étendre avec davantage de fonctionnalités, telles qu'une gestion avancée des erreurs, une meilleure portée et des fonctions intégrées supplémentaires.

Si vous souhaitez plonger plus profondément dans le monde de Lisp et apprendre des concepts plus avancés, je vous recommande vivement de consulter le didacticiel Lisp Interpreter de Peter Norvig, qui est une excellente ressource pour créer l'interprète dans ce guide.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!