用Kotlin仿寫解釋器

動機

話說我已經忘了什么時候看的這篇博文了,但是從那以后確實就入坑了(說不清是什么坑),感謝王垠
http://www.yinwang.org/blog-cn/2012/08/01/interpreter/

關于Kotlin

簡單的說就是Java的改良版。更多特性,填了很多坑,代碼還更精簡。十分看好。關鍵是函數是第一公民啊 :D
這貨也經常被形容為Android世界的Swift,可以看看后面的代碼,是有點像。
丟個官網大家自己去看吧,還能在線試用 :D
這貨是jetbrains開發出來的。和intellij兼容無限好。簡直不要更爽,十分看好它的潛力。
(開腦洞的話,2年以內Kotlin爆炸式增長,Google收購JetBrains,Kotlin一統網頁+安卓開發 (想多了))
http://www.kotlinlang.org/

關于這個解釋器

邏輯完全是仿的博文里的那個。寫的很矬很羅嗦。就當看個樂吧(然而并沒有人會看......)

順便再次推薦Programming Languages: Application and Interpretation(2nd)這本書。沒看過這個的話我是想不出來怎么用靜態語言去實現那一堆東西的。總之,這本書粗看一遍都收獲巨大,仔細看的話,那還不飛上天啊。。。
書的主頁
http://cs.brown.edu/~sk/Publications/Books/ProgLangs/2007-04-26/

import java.util.*

val env0 = LinkedList<Pair<Expr.Symbol, RetValue>>()

sealed class Expr{
    class Symbol(val name:String):Expr()
    class Num(val num:Int):Expr()
    class Lambda(val arg:Symbol, val body:Expr):Expr()
    class App(val func:Expr,val arg:Expr):Expr()
    class ArithOp(val op:Char,val e1:Expr, val e2:Expr):Expr()
}

sealed class RetValue{
    class NumValue(val num: Int):RetValue()
    class Closure(val fundef:Expr.Lambda,
                  val env:LinkedList<Pair<Expr.Symbol, RetValue>>):RetValue()
}


fun ext_env(name: Expr.Symbol, value: RetValue, env: LinkedList<Pair<Expr.Symbol,RetValue>>)
        : LinkedList<Pair<Expr.Symbol, RetValue>> {
    var ret = env.clone() as LinkedList<Pair<Expr.Symbol, RetValue>>
    ret.push(Pair(name, value))
    return ret
}

fun lookup(symbol:Expr.Symbol, env: LinkedList<Pair<Expr.Symbol, RetValue>>):RetValue {
    for(p in env){
        if(symbol.name==p.first.name){
            return p.second
        }
    }
    val str = symbol.name

    throw UnknownError("Look up Failed,not fould $str in env $env")
}

fun interp1(exp:Expr,
            env: LinkedList<Pair<Expr.Symbol, RetValue>>) : RetValue {
    when (exp){
        is Expr.Symbol -> return lookup(exp, env)
        is Expr.Num -> return RetValue.NumValue(exp.num)
        is Expr.Lambda -> return RetValue.Closure(exp,env)
        is Expr.App -> {
            val appclosure = interp1(exp.func,env) as RetValue.Closure
            val argvalue = interp1(exp.arg,env)
            return interp1(appclosure.fundef.body,
                        ext_env(appclosure.fundef.arg,argvalue,appclosure.env))
        }
        is Expr.ArithOp -> {
            val v1 = interp1(exp.e1,env) as RetValue.NumValue
            val v2 = interp1(exp.e2,env) as RetValue.NumValue
            return when(exp.op){
                '+' -> RetValue.NumValue(v1.num+v2.num)
                '-' -> RetValue.NumValue(v1.num-v2.num)
                '*' -> RetValue.NumValue(v1.num*v2.num)
                '/' -> RetValue.NumValue(v1.num/v2.num)
                else -> throw UnknownError("Unexpected op"+exp.op)
            }
        }
    }
}

fun interp(exp: Expr):Int {
    val ret = interp1(exp,env0)
    when (ret){
        is RetValue.NumValue -> return ret.num
        is RetValue.Closure -> throw UnknownError("Unexpected Closure in interp with $exp")
    }
}



fun main(args: Array<String>) {
    fun drive(exp:Expr) {
        println(interp(exp))
    }
    drive(Expr.App(
            Expr.App(Expr.Lambda(Expr.Symbol("x"),
                        Expr.Lambda(Expr.Symbol("y"),
                            Expr.ArithOp('*',Expr.Symbol("x"),Expr.Symbol("y"))))
            ,Expr.Num(2))
          ,Expr.Num(3)))

    /*
((lambda (y)
     (((lambda (y)
         (lambda (x) (* y 2))) 3) 0)) 4)
*/
    drive(Expr.App(
            Expr.Lambda(Expr.Symbol("y"),
                    Expr.App(
                     Expr.App(
                      Expr.Lambda(Expr.Symbol("y"),
                              Expr.Lambda(Expr.Symbol("x"),
                                            Expr.ArithOp('*',Expr.Symbol("y"),Expr.Num(2))))
                     ,Expr.Num(3))
                    ,Expr.Num(0)))
            ,Expr.Num(4)))
}

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