庄周梦蝶

生活、程序、未来
   :: 首页 ::  ::  :: 聚合  :: 管理

完整的scheme amb求值器

Posted on 2008-11-18 20:41 dennis 阅读(1101) 评论(3)  编辑  收藏
    在第二个分析求值器的基础上实现了完整的amb求值器,在drscheme选择R5RS标准下测试通过。注意,在show details面板里将disallow redefinition of initial bindings选项去掉,允许重定义过程。给出完整代码:
(define apply-in-underlying-scheme apply)
(define (amb
-eval exp env succeed fail)
  ((analyze exp) env succeed fail))
(define (analyze exp)
  (cond ((self
-evaluating? exp)
         (analyze
-self-evaluating exp))
        ((quoted? exp)
         (analyze
-quoted exp))
        ((variable? exp)
         (analyze
-variable exp))
        ((assignment? exp)
         (analyze
-assignment exp))
        ((definition? exp)
         (analyze
-definition exp))
        ((
if? exp)
         (analyze
-if exp))
        ((
lambda? exp)
         (analyze
-lambda exp))
        ((begin? exp)
         (analyze
-sequence (begin-actions exp)))
        ((cond? exp)
         (analyze (cond
->if exp)))
        ((let? exp) (analyze (let
->combination exp)))
        ((amb? exp) (analyze
-amb exp))
        ((unless? exp) (analyze (unless
->if exp)))
        ((application? exp)(analyze
-application exp))
        (
else
           (error 
"Unknown expression type--ANALYZE" exp))))
(define (self
-evaluating? exp)
  (cond ((number? exp) 
#t)
        ((string? exp) #t)
        (else
           
#f)))
(define (variable? exp) (symbol? exp))
(define (quoted? exp)
  (tagged
-list? exp 'quote))
(define (text-of-quotation exp)
  (cadr exp))
(define (tagged
-list? exp tag)
  (
if (pair? exp)
      (eq? (car exp) tag)
      
#f))
(define (assignment? exp)
  (tagged
-list? exp 'set!))
(define (assignment-variable exp)
  (cadr exp))
(define (assignment
-value exp)
  (caddr exp))
(define (definition? exp)
  (tagged
-list? exp 'define))
(define (definition-variable exp)
  (
if (symbol? (cadr exp))
      (cadr exp)
      (caadr exp)))
(define (definition
-value exp)
  (
if (symbol? (cadr exp))
      (caddr exp)
      (make
-lambda (cdadr exp)
                   (cddr exp))))
(define (
lambda? exp)
  (tagged
-list? exp 'lambda))
(define (lambda-parameters exp)
  (cadr exp))
(define (
lambda-body exp)
  (cddr exp))
(define (make
-lambda parameters body)
  (cons 
'lambda (cons parameters body)))
(define (if? exp)
  (tagged
-list? exp 'if))
(define (if-predicate exp) (cadr exp))
(define (
if-consequent exp) (caddr exp))
(define (
if-alternative exp)
  (
if (not (null? (cdddr exp)))
      (cadddr exp)
      
'false))
(define (make-if predicate consequent alternative)
  (list 
'if predicate consequent alternative))
(define (begin? exp)
  (tagged
-list? exp 'begin))
(define (begin-actions exp) (cdr exp))
(define (last
-exp? exps) (null? (cdr exps)))
(define (first
-exp exps) (car exps))
(define (rest
-exps exps) (cdr exps))
(define (make
-begin seq) (cons 'begin seq))
(define (sequence->exp seq)
  (cond ((null? seq) seq)
        ((last
-exp? seq) (first-exp seq))
        (
else
           (make
-begin seq))))
(define (application? exp)
  (pair? exp))
(define (operator exp)
  (car exp))
(define (operands exp)
  (cdr exp))
(define (no
-operands? ops) (null? ops))
(define (first
-operand ops) (car ops))
(define (rest
-operands ops) (cdr ops))
(define (let? exp)
  (tagged
-list? exp 'let))
(define (make-define var parameters body)
  (list 
'define (cons var parameters) body))
(define (let->combination exp)
  (
if (symbol? (cadr exp))
      (let ((var (cadr exp))
            (vars (map car (caddr exp)))
            (vals (map cadr (caddr exp)))
            (pairs (caddr exp))
            (body (cdddr exp)))
        (cons (make
-lambda vars (list (make-define var vars body) body)) vals))
      (let ((vars (map car (cadr exp)))
            (vals (map cadr (cadr exp)))
            (body (cddr exp)))
              (cons (make
-lambda vars body) vals))))
(define (cond? exp)
  (tagged
-list? exp 'cond))
(define (cond-clauses exp) (cdr exp))
(define (cond
-else-clauses? clause)
  (eq? (cond
-predicate clause) 'else))
(define (cond-extended-clauses? clause)
  (
and (> (length clause) 2) (eq? (cadr clause) '=>)))
(define (extended-cond-test clause)
  (car clause))
(define (extended
-cond-recipient clause)
  (caddr clause)) 
(define (cond
-predicate clause) (car clause))
(define (cond
-actions clause) (cdr clause))
(define (cond
->if exp)
  (expand
-clauses (cond-clauses exp)))
(define (expand
-clauses clauses)
  (
if (null? clauses)
      
'false
      (let ((first (car clauses))
            (rest (cdr clauses)))
        (cond ((cond
-else-clauses? first)
                (
if (null? rest)
                    (sequence
->exp (cond-actions first))
                    (error 
"else clause is not LAST" clauses)))
              ((cond
-extended-clauses? first)
               (make
-if
                   (extended
-cond-test first)
                    (list
                      (extended
-cond-recipient first)
                      (extended
-cond-test first))
                      (expand
-clauses rest)))
              (
else
               (make
-if (cond-predicate first)
                        (sequence
->exp (cond-actions first))
                        (expand
-clauses rest)))))))
(define (unless? exp)
  (tagged
-list? exp 'unless))
(define (unless->if exp)
  (make
-if (cadr exp) (cadddr exp) (caddr exp)))
(define (true? exp)
  (
or (eq? exp 'true) exp))
(define (false? exp)
  (
or (eq? exp 'false) exp))
(define (make-procedure parameters body env)
  (list 
'procedure parameters body env))
(define (compound-procedure? p)
  (tagged
-list? p 'procedure))
(define (procedure-parameters p)
  (cadr p))
(define (procedure
-body p)
  (caddr p))
(define (procedure
-environment p)
  (cadddr p))
(define (amb? exp)
  (tagged
-list? exp 'amb))
(define (amb-choices exp) (cdr exp))
(define (enclosing
-environment env) (cdr env))
(define (first
-frame env) (car env))
(define the
-empty-environment '())
(define (make-frame variables values)
  (cons variables values))
(define (frame
-variables f)
  (car f))
(define (frame
-values f)
  (cdr f))
(define (add
-binding-to-frame! var val frame)
  (set
-car! frame (cons var (car frame)))
  (set
-cdr! frame (cons val (cdr frame))))
(define (extend
-environment vars vals base-env)
  (
if (= (length vars) (length vals))
      (cons (make
-frame vars vals) base-env)
      (
if (< (length vars) (length vals))
          (error 
"Too many arguments supplied" vars vals)
          (error 
"Too few arguments supplied" vars vals))))
(define (lookup
-variable-value var env)
  (define (env
-loop env)
    (define (scan vars vals)
      (cond ((null? vars)
             (env
-loop (enclosing-environment env)))
            ((eq? var (car vars))
             (car vals))
            (
else
              (scan (cdr vars) (cdr vals)))))
    (
if (eq? env the-empty-environment)
        (error 
"Unbound variable" var)
        (let ((frame (first
-frame env)))
          (scan (frame
-variables frame)
                (frame
-values frame)))))
  (env
-loop env))
(define (set
-variable-value! var val env)
  (define (env
-loop env)
    (define (scan vars vals)
      (cond ((null? vars)
             (env
-loop (enclosing-environment env)))
            ((eq? var (car vars))
             (set
-car! vals val))
            (
else
              (scan (cdr vars) (cdr vals)))))
    (
if (eq? env the-empty-environment)
        (error 
"Unbound variable --SET!" var)
        (let ((frame (first
-frame env)))
          (scan (frame
-variables frame)
                (frame
-values frame)))))
  (env
-loop env))
(define (define
-variable! var val env)
  (let ((frame (first
-frame env)))
    (define (scan vars vals)
      (cond ((null? vars)
             (add
-binding-to-frame! var val frame))
            ((eq? (car vars) var)
             (set
-car! vals val))
            (
else
               (scan (cdr vars) (cdr vals)))))
    (scan (frame
-variables frame)
          (frame
-values frame))))
(define (primitive
-procedure? p)
  (tagged
-list? p 'primitive))
(define (primitive-implementation proc) (cadr proc))
(define primitive
-procedures
  (list (list 
'car car) 
        (list 'cdr cdr)
        (list 'list list)
        (list 'eq? eq?)
        (list 'cons cons)
        (list 'null? null?)
        (list '+ +)
        (list '- -)
        (list '* *)
        (list '/ /)
        (list '< <)
        (list '> >)
        (list '= =)
        (list 'not not)
        (list 'abs abs)
        (list 'assoc assoc)
        (list 'cadr cadr)
        (list 'cadr caddr)
        (list 'display display)
        (list 'newline newline)
        (list 'map map)))
(define (primitive-procedure-names)
  (map car primitive
-procedures)
  )
(define (primitive
-procedure-objects)
  (map (
lambda(proc) (list 'primitive (cadr proc))) primitive-procedures))
(define (setup-environment)
  (let ((initial
-env
           (extend
-environment (primitive-procedure-names)
                               (primitive
-procedure-objects)
                               the
-empty-environment)))
    (define
-variable! 'true #t initial-env)
    (define-variable! 'false #f initial-env)
    initial-env))
(define the
-global-environment (setup-environment))
(define (apply
-primitive-procedure proc args)
  (apply
-in-underlying-scheme (primitive-implementation proc) args))
(define input
-prompt ";;; AMB-Eval input:")
(define out
-prompt ";;; AMB-Eval value:")
(define (prompt
-for-input string)
  (newline)
  (newline)
  (display string)
  (newline))
(define (announce
-output string)
  (newline)
  (display string)
  (newline))
(define (user
-print object)
  (
if (compound-procedure? object)
      (display (list 
'compound-procedure
                     (procedure-parameters object)
                     (procedure
-body object)
                     
'<procedure-env>))
      (display object)))
(define (drive
-loop)
  (define (internal
-loop try-again)
    (prompt
-for-input input-prompt)
    (let ((input (read)))
      (
if (eq? input 'try-again)
          (try-again)
          (begin
            (newline)
            (display 
"Starting a new problem ")
            (amb
-eval input the-global-environment
                    (
lambda(val next-alternative)
                      (announce
-output out-prompt)
                      (user
-print val)
                      (internal
-loop next-alternative))
                    (
lambda()
                      (announce
-output
                       
";;;There are no more values of")
                      (user
-print input)
                      (drive
-loop)))))))
  (internal
-loop
   (
lambda()
     (newline)
     (display 
";;;There is no current problem")
     (drive
-loop))))
   
    
;接下来是分析过程
(define (analyze
-self-evaluating exp)
  (
lambda(env succeed fail) (succeed exp fail)))
(define (analyze
-variable exp)
  (
lambda(env succeed fail) (succeed (lookup-variable-value exp env) fail)))
(define (analyze
-quoted exp)
  (let ((qval (text
-of-quotation exp)))
    (
lambda(env succeed fail) (succeed qval fail))))
(define (analyze
-assignment exp)
  (let ((var (assignment
-variable exp))
        (vproc (analyze (assignment
-value exp))))
    (
lambda(env succeed fail)
        (vproc env
               (
lambda(val fail2)
                      (let ((old
-value (lookup-variable-value var env)))
                          (set
-variable-value! var val env) 
                          (succeed 
'ok 
                                   (lambda()
                                     (set
-variable-value! var old-value env)
                                     (fail2)))))
               fail))))
                         
(define (analyze
-definition exp)
  (let ((var (definition
-variable exp))
        (vproc (analyze (definition
-value exp))))
    (
lambda(env succeed fail)
      (vproc env
             (
lambda(vproc-value fail2)
                   (define
-variable! var vproc-value env)
                   (succeed 
'ok fail2))
             fail))))
(define (analyze
-if exp)
  (let ((pproc (analyze (
if-predicate exp)))
        (cproc (analyze (
if-consequent exp)))
        (aproc (analyze (
if-alternative exp))))
    (
lambda(env succeed fail)
      (pproc env (
lambda(pred-value fail2)
        (
if (true? pred-value)
            (cproc env succeed fail2)
            (aproc env succeed fail2)))
             fail))))
(define (analyze
-lambda exp)
  (let ((vars (
lambda-parameters exp))
        (bproc (analyze
-sequence (lambda-body exp))))
    (
lambda(env succeed fail) (succeed (make-procedure vars bproc env) fail))))
(define (analyze
-sequence exps)
  (define (sequentially proc1 proc2)
    (
lambda(env succeed fail)
        (proc1 env
               (
lambda(a-value fail2) (proc2 env succeed fail2))
               fail)))
  (define (loop first
-proc rest-proc)
    (
if (null? rest-proc)
        first
-proc
        (loop (sequentially first
-proc (car rest-proc))
              (cdr rest
-proc))))
  (let ((procs (map analyze exps))
        )
    (
if (null? procs)
        (error 
"Empty sequence --ANALYZE")
        (loop (car procs) (cdr procs)))))
(define (analyze
-application exp)
  (let ((fproc (analyze (operator exp)))
        (aprocs (map analyze (operands exp))))
    (
lambda(env succeed fail)
      (fproc env
             (
lambda(proc fail2)
               (get
-args aprocs
                         env
                         (
lambda(args fail3)
                           (execution
-application proc args succeed fail3))
                         fail2))
               fail))))

(define (get
-args aprocs env succeed fail)
  (
if (null? aprocs)
      (succeed 
'() fail)
      ((car aprocs) env
                    (
lambda(arg fail2)
                      (get
-args (cdr aprocs)
                                env
                                (
lambda (args fail3)
                                  (succeed (cons arg args) fail3))
                                fail2))
                    fail)))
(define (execution
-application proc args succeed fail)
  (cond ((primitive
-procedure? proc)
         (succeed (apply
-primitive-procedure proc args) fail))
        ((compound
-procedure? proc)
         ((procedure
-body proc)
           (extend
-environment (procedure-parameters proc)
                              args
                              (procedure
-environment proc))
           succeed fail))
        (
else
         (error 
"Unknown procedure type --EXECUTE--APPLICATION" proc))))
(define (analyze
-amb exp)
  (let ((cprocs (map analyze (amb
-choices exp))))
    (
lambda(env succeed fail)
      (define (
try-next choices)
        (
if (null? choices)
            (fail)
            ((car choices)
             env
             succeed
             (
lambda()
               (
try-next (cdr choices))))))
      (
try-next cprocs))))
(drive
-loop)

        

                



评论

# re: 完整的scheme amb求值器  回复  更多评论   

2009-03-05 11:11 by fsfs
asfasfasdasfasfas

# re: 完整的scheme amb求值器  回复  更多评论   

2009-06-04 06:27 by 范伟
先生您好,
看到您写的blog,很是佩服您,也很羡慕您。您对编程如此的痴迷,如此的疯狂。我也想成为像您一样的程序员,可是怎么也做不到,眼前,我也只能算是一个初级程序员,从大学一年级开始,接触计算机行业也有6年了,本来大学毕业后想从事网络方面的职业,后来由于种种原因到国外来继续学习,现在硕士部分的专业是偏向于软件,然而课程确是做自动机,petrinet,逻辑,prolog,运筹学,人工智能(用prolog写),VHDL,实时系统...大学的时候都是做些简单的小程序,而且最熟的也只是C。在这里学习遇到了很多困难,希望以后有什么问题能向您请教。
这是我的MSN,fan.wei.1985@hotmail.com。这个暑假留在法国做实习,主要用java和php做一些应用。希望您能向您请教。

# re: 完整的scheme amb求值器[未登录]  回复  更多评论   

2009-06-05 11:46 by dennis
@范伟
已经加你了。承蒙夸奖,其实我涉猎的多,深入的少,比不上你这样专业的,以后多多向你请教。

只有注册用户登录后才能发表评论。


网站导航: