Compiler construction 仅将环境的相关子集传递给eval的方案解释器

是否有一种有效的方法来构建一个仅将环境的相关子集传递给递归

eval

调用的Scheme解释器

例如，考虑下面的表达式：

(let ([x 1]
      [y 2])
  (+ x 3))

当我们计算

（eval'（+x3）env）

时，环境包含绑定

{x:1，y:2}

。如何编写一个高效的解释器，使环境只包含

{x:1}

当然，通常我们无法事先知道是否要使用某个值。我要寻找的是一种可能基于编译器优化技术的粗略语法方法？-这比在每次递归调用

eval

时遍历大部分环境以过滤掉不相关的值更有效

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（背景：我需要编写一个记忆方案解释器。）

当然：对于每个子表达式，计算该子表达式的值，并以某种方式将其附加到AST。然后，在每次递归调用

eval

时，仅将环境限制为要计算的表达式的自由变量

编译器通常在

lambda

边界处执行此操作，以避免创建保留对不必要值的引用的闭包，因为保留这些引用可能会阻止对象被GC调用。也就是说，对于下面的程序

(let ([x 1]
      [y 2])
  (lambda (z)  ;; free vars = {x}
    (+ x z))

lambda

表达式的闭包将包含

x

的值，但不包含

y

。但一般来说，这样做意味着您不能使用非常简单的“帧列表”环境表示；您可能需要将其展平（或至少复制和修剪）

有些实现在不再使用局部变量时（特别是在非尾部调用之前），也会将它们归零（闭包不包含的变量，您希望在寄存器或堆栈中看到的那种）。就是

(let ([x some-big-object])
  (f (g x) long-running-expression-not-involving-x))

可能会被翻译成与

(let ([x some-big-object])
  (let ([tmp1 (g x)])
    (set! x #f)
    (let ([tmp2 long-running-expression-not-involving-x])
      (f tmp1 tmp2))))

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原因是一样的：尽早删除引用意味着可以更快地释放对象。（这也意味着它们不会被捕获的连续体抓住，类似于闭包案例。）谷歌“空间安全”获取更多信息。

的通用编译器优化将在这里实现这一点。不使用Y，因此可以简单地删除Y绑定

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为了回答如何编写高效解释器的一般问题，我建议创建一个AST，然后使用各种优化技术（如部分解释器）将其多次传递，以尽可能地预计算和简化。

我认为这在很大程度上取决于您的中间表示方式。假设我从词汇环境的SICP评估器开始，“高效解释器”是一个矛盾修饰法。如果你想提高效率，你就要竭尽全力编写一个编译器。“我怎样才能成为最有效率的长跑运动员，但我的体重不能降到300磅以下？”尽管我用这种方式回答问题，但我并不热衷于写口译员。编写编译器生成记忆代码的想法同样受欢迎。@Kaz我不认为“高效的解释器”完全是自相矛盾的。探索如何使解释器更高效当然有教育价值，即使这只是编写编译器的一个步骤。请参阅第6章中的Lisp，它使用快速解释的目标作为编译的垫脚石。还有一个想法：不必实际过滤环境（慢！），您可以将自由变量作为参数传递给您的记忆代码，以便在比较时只考虑相关部分（和散列，如果你用散列表进行记忆的话）。但是，为了空间安全，你可能仍然需要过滤输入到表中的内容。为了确保我理解你评论中的想法：当我进行递归调用（syntax节点，env）时，我（1）获取存储在syntax节点中的自由变量列表，（2）在环境中查找每个变量的值，（3）构建这些变量的排序列表，我将其用作mem键。（在步骤（3）中，如果我想避免遍历这个新对象，即使是在哈希表匹配的情况下，我也可以使用“object DAG”/“value number”来构建它）相关问题中描述的想法。）