Quali sono i compiti del "lettore" durante l'interpretazione del Lisp?

Question

Mi chiedo quale sia lo scopo, o forse più correttamente, dei compiti del "lettore" durante l'interpretazione/compilazione dei programmi Lisp.

Dalla ricerca pre-interrogativa che ho appena svolto, mi sembra che un lettore (in particolare in questo caso Clojure) possa essere pensato come un "preprocessore sintattico". I suoi compiti principali sono l'espansione delle macro dei lettori e le forme primitive. Quindi, due esempi:

'cheese   --> (quote cheese) 
{"a" 1 "b" 2} --> (array-map "a" 1 "b" 2) 

così il lettore prende nel testo di un programma (che consiste di S-espressioni) e poi costruisce e restituisce un in memoria dati-struttura che può essere valutata direttamente.

Quanto lontano dalla verità è questa (e ho semplificato eccessivamente l'intero processo)? Quali altri compiti svolge il lettore? Considerando una virtù di Lisps è la loro omoiconicità (codice come dati), perché c'è bisogno di un'analisi lessicale (se tale è effettivamente paragonabile al lavoro del lettore)?

Grazie!

Answer 1

Generalmente il lettore in Lisp legge espressioni s e restituisce strutture dati. READ è un'operazione di I/O: Input è un flusso di caratteri e l'output è dati Lisp.

La stampante fa il contrario: prende i dati Lisp e li emette come un flusso di caratteri. In questo modo può anche stampare dati Lisp su espressioni S esterne.

Nota che l'interpretazione indica qualcosa di specifico: esecuzione di codice da parte di un interprete. Ma molti sistemi Lisp (incluso Clojure) stanno usando un compilatore. Il compito di calcolare un valore per un modulo Lisp è solitamente chiamato valutazione. La valutazione può essere implementata attraverso l'interpretazione, la compilazione o un mix di entrambi.

S-Expression: espressioni simboliche. Rappresentazione esterna e testuale dei dati. Esterno significa che le espressioni S sono ciò che vedete nei file di testo, nelle stringhe, ecc. Quindi le espressioni s sono fatte di caratteri su alcuni media, tipicamente esterni.

strutture dati Lisp: simboli, liste, stringhe, numeri, caratteri, ...

Reader: legge s-espressioni e restituisce strutture dati Lisp.

Si noti che le espressioni s vengono anche utilizzate per codificare il codice sorgente Lisp.

In alcuni dialoghi Lisp il lettore è programmabile e guidato da una tabella (tramite la cosiddetta tabella di lettura). Questa tabella di lettura contiene funzioni di lettura per i caratteri. Ad esempio, il carattere 'citazione' è associato a una funzione che legge un'espressione e restituisce il valore di (elenco 'espressione espressione). I caratteri numerici 0..9 sono associati a funzioni che leggono un numero (in realtà potrebbe essere più complesso, dal momento che alcuni Lisp consentono di leggere i numeri in basi diverse).

Le espressioni S forniscono la sintassi esterna per le strutture di dati.

I programmi Lisp sono scritti in forma esterna tramite le espressioni s.Ma non tutti i s-espressioni sono validi programmi Lisp:

(if a b c d e) is usually not a valid Lisp program 

la sintassi di Lisp di solito è definito sulla parte superiore dei dati Lisp.

IF ha ad esempio la seguente sintassi (in Common Lisp http://www.lispworks.com/documentation/HyperSpec/Body/s_if.htm):

if test-form then-form [else-form] 

Quindi aspetta un test-form, un allora forma e un altro in forma opzionale.

S-espressioni seguenti sono valide se le espressioni:

(if (foo) 1 2) 
(if (bar) (foo)) 

Ma dal momento che i programmi Lisp sono forme, possiamo anche costruire queste forme utilizzando programmi Lisp:

(lista 'se' (foo) 1 2) è un programma Lisp che restituisce un modulo IF valido.

CL-USER 24 > (describe (list 'if '(foo) 1 2)) 

(IF (FOO) 1 2) is a LIST 
0  IF 
1  (FOO) 
2  1 
3  2 

Questo elenco può essere eseguito ad esempio con EVAL. EVAL si aspetta moduli di elenco - non s-espressioni. Ricorda che le espressioni s sono solo una rappresentazione esterna. Per creare un modulo Lisp, dobbiamo leggerlo.

Questo è il motivo per cui si dice che il codice è. I moduli Lisp sono espressi come strutture dati Lisp interne: liste, simboli, numeri, stringhe, .... Nella maggior parte degli altri linguaggi di programmazione il codice è testo non elaborato. In Lisp le espressioni s sono testo non elaborato. Se letti con la funzione READ, le espressioni s vengono trasformate in dati.

Quindi l'interazione di base di livello superiore in Lisp è denominata REPL, Read Eval Print Loop. E 'un ciclo che legge ripetutamente una s-espressione, valuta la forma Lisp e lo stampa:

READ : s-expression -> lisp data 
EVAL : lisp form -> resulting lisp data 
PRINT: lisp data -> s-expression 

Così il più primitivo REPL è:

(loop (print (eval (read)))) 

Così, da un punto di vista concettuale, per rispondere alla tua domanda, durante la valutazione il lettore non fa nulla. Non è coinvolto nella valutazione. La valutazione viene eseguita dalla funzione EVAL. Il lettore è invocato da una chiamata a READ. Poiché EVAL utilizza le strutture dati Lisp come input (e non come espressioni S), il lettore viene eseguito prima che il modulo Lisp venga valutato (ad esempio mediante interpretazione o compilandolo ed eseguendolo).