将 Lisp 转换为 C++

Transforming Lisp to C++

本文关键字：C++ 转换 Lisp      更新时间：2023-10-16

我正在研究一种基于lisp(非常小的方案子集(编译为C++的玩具语言，我正在尝试弄清楚如何表示let表达式，

(let ((var 10)
      (test 12))
  (+ 1 1)
  var)

起初我以为执行所有 exprs 然后返回最后一个，但返回会杀死我嵌套 let 表达式的能力，表示 let 的方法是什么？

此外，任何关于源到源转换的资源都是适用的，我已经用谷歌搜索过，但我所能做的就是 90 分钟的方案编译器。

扩展let的一种方法是将其视为lambda：

((lambda (var test) (+ 1 1) var) 10 12)

然后，将其转换为函数和相应的调用C++：

int lambda_1(int var, int test) {
    1 + 1;
    return var;
}
lambda_1(10, 12);

所以在更大的背景下：

(display (let ((var 10)
               (test 12))
           (+ 1 1)
           var))

成为

display(lambda_1(10, 12));

还有很多细节，例如需要从let内访问let外部的词法变量。由于C++没有词法嵌套函数(例如，与Pascal不同(，这将需要额外的实现。

我将尝试解释编译嵌套的幼稚方法 lambda·自从格雷格解释将let扩展为lambda很好，我根本不会解决let，我会假设let是派生形式或宏，并扩展为lambda形式立即打电话。

将 Lisp 或 Scheme 函数直接编译为 C 或 C++ 函数由于其他海报提出的问题，将会很棘手。根据方法，生成的 C 或 C++ 将无法识别(甚至非常可读(。

在完成计算机程序的结构和解释后，我写了一个Lisp-to-C编译器(这是最后的练习之一，实际上我作弊了，只是写了一个从SICP字节码到C的翻译器(。它发出的 C 子集根本不使用 C 函数来处理 Lisp 函数。这是因为SICP第5章中的注册机器语言确实是低级的比C。

假设您有某种形式的环境，将名称绑定到值，您可以像这样定义函数调用的关键：使用绑定到参数的形式参数扩展定义函数的环境，然后在这个新环境中评估函数的主体。

在 SICP 的编译器中，环境保存在全局变量中，还有其他保存函数调用参数列表的全局变量，如以及正在调用的过程对象(过程对象包括指向定义它的环境的指针(，以及函数返回时要跳转到的标签。

请记住，当您编译lambda表达式时，有是您在编译时知道的两个语法组件：形式参数和lambda的主体。

编译函数时，发出的代码如下所示此伪代码：

some-label
*env* = definition env of *proc*
*env* = extend [formals] *argl* *env*
result of compiling [body]
...
jump *continue*

。其中*env*和*argl*是保存环境和参数列表，extend是一些函数(这可以是一个适当的C++函数(，它扩展了环境*env*将 *argl* 中的名称与 [formals] 中的值配对。

然后，当编译的代码运行时，并且有一个调用 lambda代码中的其他位置，调用约定是将将参数列表的计算结果放入*argl*变量中，将返回标签放入*continue*变量中，然后跳转到some-label。

在嵌套lambda的情况下，发出的代码看起来会有所作为喜欢这个：

some-label
*env* = definition env of *proc*
*env* = extend [formals-outer] *argl* *env*
another-label
*env* = definition env of *proc*
*env* = extend [formals-inner] *argl* *env*
result of compiling [body-inner]
...
jump *continue*
rest of result of compiling [body-outer]
... somewhere in here there might be a jump to another-label
jump *continue*

这有点难以解释，我敢肯定我做了一个混乱的事情它的工作。我想不出一个像样的例子，不涉及我基本上草率地描述SICP的整个第5章。由于我花时间写了这个答案，所以我要发布它，但如果它无可救药地令人困惑，我非常抱歉。

我强烈推荐 SICP 和 Lisp in Small Pieces。

SICP涵盖了初学者的元循环解释，以及解释器上的许多变体，以及我设法在上面混淆和破坏的字节码编译器。这只是最后两章，前三章也一样好。这是一本很棒的书。如果您还没有阅读，请绝对阅读它。

L.i.S.P包括许多用Scheme编写的解释器，一个编译器到字节码和一个编译器到C。我正在其中，可以自信地说，这是一本深刻而丰富的书，值得任何对Lisp实现感兴趣的人花时间。在这一点上它可能有点过时了，但对于像我这样的初学者来说，它仍然很有价值。不过，它比 SICP 更先进，所以要小心。它包括中间关于指称语义的一章，基本上就在我头上。

其他一些注意事项：

Darius Bacon的自托管Lisp to C编译器

λ提升，我认为马克·菲利使用了一种更高级的技术

如果您正在寻找帮助源到源翻译的工具，我推荐 ANTLR。 这是最优秀的。

但是，您需要考虑如何从松散类型语言 (lisp( 翻译成不太松散类型的语言 (c(。 例如，在您的问题中，10的类型是什么？ short ？ int？ double？

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