javascript – 解释器 – 闭包如何捕获它的名字？

在 Haskell中考虑以下代码：

let factorial n = if n < 2 then 1 else n * factorial (n-1) in factorial 3

我看到解释器以这样的顺序评估程序：

>这是一种约束力.首先评估定义并在“in”之后评估该部分.
>这是一个定义.评估正文,然后将正文与名称相关联.
>这是一个lambda.捕获环境,关闭并返回.
>评估定义的主体,立即将其写入名称.
>评估定义,评估表达式的正确部分.
>计算表达式,返回结果.

我看到这个模型存在以下问题：在步骤3,当闭包捕获环境时,它不知道任何关于“阶乘”绑定的信息.

我正在为JavaScript编写类似ML的语言的解释器,我偶然发现了这个问题.例如,我的语言中的以下代码：

fac = \x -> if (== x,0) { 1 } else { fac (- x,1) } in fac 3

由于描述的问题,将无法工作.

其他语言的口译员如何解决这个问题？

这是解释器的代码供参考.

"use strict";

const grammar =
`
Expression "expression"
  = Condition
  / Application
  / Lambda
  / Binding
  / Integer
  / String
  / Identifier
  / '(' expr: Expression ')' { return expr; }

_ "whitespace"
  = [ \\t\\n\\r\\n]*

Integer "integer"
  = [0-9]+ {
    return { type: 'literal',literalType: 'Integer',value: parseInt(text(),10)
          };
  }

String "string"
 = '\"' value: ([^\"]* { return text(); } ) '\"' {
   return { type: 'literal',literalType: 'String',value: value
          };
    }

Letter
  = [a-zA-Z]

Identifier
  = (Letter / '+' / '-' / '*' / '/' / '_' / '==' / '>' / '<')+ {
    return {
        type: 'identifier',value: text()
    }
  }

Application
  = id: Identifier _ args: ActualArguments {
     return { type: 'application',fun: id,args: args
          }
  }
  / lambda: ('(' l: Lambda ')' { return l; }) _ args: ActualArguments  {
     return { type: 'application',fun: lambda,args: args
          }
    }

ActualArguments
 = expr: Expression rest: (',' _ e: Expression { return e })* { return [expr].concat(rest); }

Lambda
  = '\\\\' args: Arguments _ '->' _ body: Expression {
   return { type: 'lambda',args: args,body: body
          }
    }

Arguments
  = head: Identifier rest: (',' _ i: Identifier { return i; })* { return [head].concat(rest); }

Binding
 = name: Identifier _ '=' _ def: Expression _ 'in' _ expr: Expression {
   return {
     type: 'binding',name: name,def: def,expr: expr
   }
 }

Condition
 = 'if' _ '(' _ cond: Expression _ ')' _ '{' _ expr1: Expression _ '}' expr2: ( _ 'else' _ '{' _ e: Expression _ '}' { return e; })? {
   return {
     type: 'condition',condition: cond,expr1,expr2
   }
 }
`

const parser = peg.generate(grammar);

const std = {
  '+': (arg1,arg2) => arg1 + arg2,'-': (arg1,arg2) => arg1 - arg2,'*': (arg1,arg2) => arg1 * arg2,'/': (arg1,arg2) => arg1 / arg2,'str': (arg1,arg2) => [arg1,arg2].join(""),'>': (arg1,arg2) => arg1 > arg2,'<': (arg1,arg2) => arg1 < arg2,'==': (arg1,arg2) => arg1 === arg2,'false': false,'true': true,'and': (arg1,arg2) => arg1 && arg2,'or': (arg1,arg2) => arg1 || arg2
}

const makeLambda = (fun,parentEnv) => {
  return (...args) => {
      const env = Object.assign({},parentEnv);
      fun.args.forEach((el,i) => {
        env[el.value] = args[i];
      });
      return _eval(fun.body,env);
  }
}

const evalLiteral = (literal) => {
  switch (literal.literalType) {
    case 'Integer':
      return parseInt(literal.value);
    case 'String':
      return String(literal.value);
    default:
      console.log('Literal type undefined');
      return literal.value;
  }
}

const _eval = (expr,parentEnv = std) => {
  const env = Object.assign({},parentEnv);
  switch (expr.type) {
    case 'application':
      const fun = _eval(expr.fun,env);
      const args = expr.args.map(arg => _eval(arg,env));
      return fun.apply(null,args);
      break;
    case 'literal':
      return evalLiteral(expr);
    case 'identifier':
      return env[expr.value];
    case 'lambda':
      return makeLambda(expr,env);
    case 'binding':
      env[expr.name.value] = _eval(expr.def,env);
      return _eval(expr.expr,env);
    case 'condition':
      if (_eval(expr.condition,env)) {
        return _eval(expr.expr1,env);
      } else {
        return _eval(expr.expr2,env);
      }
  }
}

const parseAndEval = (str) => {
  try {
    const parsed = parser.parse(str);
    console.log(parsed);
    return _eval(parsed);
  } catch (e) {
    if (e.name == "SyntaxError" ) {
    return e.toString() +
      " start: " + JSON.stringify(e.location.start) +
      " end: " + JSON.stringify(e.location.end);
    } else {
      return e.toString();
    }
  }
}

解决方法

UPDATE

我在这里找到了另一个解决方案：http://lisperator.net/pltut/eval1/new-constructs

但是,评估者对于这种语言有些不同.
基本上,它归结为：

function make_lambda(env,exp) {
    if (exp.name) {                    // these
        env = env.extend();            // lines
        env.def(exp.name,lambda);     // are
    }                                  // new
    function lambda() {
        var names = exp.vars;
        var scope = env.extend();
        for (var i = 0; i < names.length; ++i)
            scope.def(names[i],i < arguments.length ? arguments[i] : false);
        return evaluate(exp.body,scope);
    }
    return lambda;
}

我在关于实现ML编译器的讲座中找到了解决方案：
http://www.cs.cornell.edu/courses/cs312/2004fa/lectures/lecture24.htm

“闭包包含唯一参数的名称(见下文),定义函数体的表达式(即抽象语法树),以及对创建闭包的环境的引用.我们使用对环境的引用两个原因：

>首先,通过存储引用而不是实际环境,我们节省了空间.
>第二 – 更重要的是 – 引用的使用允许创建包含闭包的环境,其嵌入的引用指向环境本身.这在定义递归或相互递归函数时很重要.“

所以,我所做的是将环境的引用传递给makeLamba()而不是副本.因此,lambda在创建时共享环境,但是为了评估其身体环境的副本(因此lambda中的任何内容都不会改变父环境).

// ...
  case 'lambda':
    return makeLambda(expr,parentEnv); // not a copy but a reference
  // ...

  const makeLambda = (fun,parentEnv) => {
    return (...args) => {
        const env = Object.assign({},parentEnv);
        fun.args.forEach((el,i) => {
          env[el.value] = args[i];
        });
        return _eval(fun.body,env);
    }
  }

javascript – 解释器 – 闭包如何捕获它的名字？

解决方法

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