Belajar Python dengan Membina Jurubahasa Lisp

Pengenalan kepada bahasa Lisp

Lisp, singkatan untuk "Pemprosesan Senarai", ialah bahasa pengaturcaraan berfungsi yang direka untuk memproses rentetan data dengan mudah. Lisp terkenal dengan kesederhanaan dan keanggunannya dalam pengiraan simbolik. Program Lisp terdiri daripada ungkapan (senarai), menjadikannya sangat sesuai untuk operasi rekursif dan pemprosesan data simbolik.

Panduan ini akan membimbing anda membina penterjemah Lisp yang dipermudah menggunakan Python. Menjelang akhir kursus, anda akan mempunyai jurubahasa yang berfungsi yang mampu menilai ungkapan Lisp asas, mentakrifkan fungsi dan melaksanakan logik bersyarat.

Contoh sintaks Lisp

Berikut ialah program Lisp mudah untuk mengira kubus nombor:

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

Dalam contoh ini:

• define digunakan untuk mencipta pembolehubah atau fungsi baharu dalam Lisp. Ia mengaitkan nama dengan nilai atau fungsi, membolehkan anda merujuknya dalam kod masa hadapan.
• lambda digunakan untuk mencipta fungsi tanpa nama dalam Lisp. Tiada nama yang dipratentukan untuk fungsi ini. Anda boleh menciptanya secara dinamik dan menetapkannya kepada pembolehubah (atau menyerahkannya).

Jika anda ingin mempelajari pengaturcaraan Lisp dengan lebih mendalam, tempat yang bagus untuk bermula ialah tutorial ini [pautan tutorial harus dimasukkan di sini].

Langkah untuk membina penterjemah Lisp

Buat fail baharu bernama lis.py. Ini akan menjadi skrip Python utama untuk penterjemah.

1. Tokenisasi

Langkah ini membahagikan rentetan input kepada bahagian yang lebih kecil dan lebih bermakna yang dipanggil token. Contohnya, ungkapan seperti ( 1 2) diuraikan menjadi senarai ["(", " ", "1", "2", ")"]. Proses ini memudahkan menganalisis dan memanipulasi input untuk pemprosesan selanjutnya.

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()

2. Menghuraikan

Selepas tokenisasi, teg ditukar kepada format berstruktur, biasanya senarai bersarang. Contohnya, ["(", " ", "1", "2", ")"] menjadi [" ", 1, 2]. Perwakilan berstruktur ini membolehkan ungkapan dinilai dengan lebih mudah dengan memetakannya kepada struktur seperti pokok yang dipanggil Pokok Sintaks Abstrak (AST).

def read_from_tokens(tokens):
    # ... [代码与原文相同] ...

3. Persediaan Persekitaran

Persekitaran bertindak sebagai kamus di mana nama pembolehubah dan fungsi disimpan. Ia termasuk fungsi terbina dalam seperti , -, *, /, dsb., serta pembolehubah dan fungsi yang ditentukan pengguna. Persekitaran ini membenarkan penterjemah menyelesaikan simbol (seperti x atau ) apabila digunakan dalam ungkapan.

class Env(dict):
    # ... [代码与原文相同] ...

Mengapa kita memerlukan kelas Env?

Kelas Env adalah penting kerana ia bertindak sebagai tulang belakang penterjemah, mengurus pembolehubah, fungsi dan skop. Inilah sebabnya anda memerlukannya:

• Ikatan Pembolehubah
• Storan Fungsi
• Resolusi Berskop
• Fungsi Terbina dalam

4. Penilaian

Logik teras penterjemah, di mana ungkapan yang dihuraikan dinilai:

• Nombor (cth., 1, 2.5) dan pembolehubah (cth., x, y) menilai kepada nilai masing-masing.
• Panggilan fungsi (mis., ( 1 2)) dinilai secara rekursif. Operator ( ) dan parameter (1, 2) menggunakan persekitaran untuk penghuraian dan pengiraan.

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

5. REPL (gelung baca-nilai-cetak)

REPL ialah cangkerang interaktif yang membolehkan pengguna memasuki dan melaksanakan perintah Lisp dalam masa nyata. Ia membaca input pengguna (cth., (define x 10)), menilainya (cth., memberikan 10 kepada x) dan mencetak hasilnya.

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()

Kesimpulan

Dengan mengikut langkah di atas, anda telah mencipta penterjemah Lisp asas yang boleh mengendalikan ungkapan aritmetik, mentakrifkan fungsi dan juga mengendalikan logik bersyarat. Ini hanyalah versi ringkas, tetapi semasa anda meneroka lebih jauh, anda boleh melanjutkannya dengan lebih banyak ciri, seperti pengendalian ralat lanjutan, skop yang lebih baik dan fungsi terbina dalam tambahan.

Jika anda berminat untuk menyelam lebih dalam ke dalam dunia Lisp dan mempelajari konsep yang lebih maju, saya amat mengesyorkan anda menyemak Tutorial Lisp Interpreter Peter Norvig, yang merupakan sumber yang sangat baik untuk membina penterjemah dalam panduan ini.

Atas ialah kandungan terperinci Belajar Python dengan Membina Jurubahasa Lisp. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!