Functional programming 在SECD机器中，“如何；rap"；工作

我在C#中写了一篇文章，是在C#的指导下写的。我已经完成了基本操作，但我不确定如何实现

rap

指令

在维基百科上，它说的是关于rap的内容：

rap的工作原理与ap类似，只是它用当前环境替换了虚拟环境的出现，从而使递归函数成为可能

对于

ap

它说：

ap从堆栈中弹出一个闭包和一个参数值列表。闭包通过将其环境安装为当前环境、将参数列表推到该环境前面、清除堆栈并将C设置为闭包的函数指针来应用于参数。上一个值S、E和下一个值C保存在转储中

下面是我的

ap

    public void ap() 
    { 
        Push(S, ref D); 
        Push(E, ref D); 
        Push(C, ref D); 
        List closure = Pop(ref S);
        List paramlist = Pop(ref S);
        E = closure.Tail;
        Push(paramlist, ref E);
        C = closure.Head;
        S = List.Nil;
    }

请注意，

List

是我对Lisp风格的“cons”单元格的实现

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让我困惑的是

rap

与

ap

到底有什么不同？例如，环境寄存器（E）到底发生了什么？我发现维基百科的定义有点模棱两可，并且没有找到任何其他的解释

SECD不是尾部递归的，尽管您可以构建

AP指令用于编译“let”绑定，而RAP指令用于编译“letrec”绑定

“letrec”与“let”不同，因为您可以“查看”定义递归函数的环境，以便可以递归调用它（例如，您可以定义一个“阶乘”函数，并可以在函数体中调用它）

RAP通过调用rplaca（类似于Scheme中的setcar！）来修改环境。先前的DUM指令将“虚拟”汽车添加到环境中（从未使用过），RAP将删除环境中的该“虚拟”汽车，并将其替换为相应的汽车

状态转换如下所示：

((c'.e')v.s) e (AP.c) d => NIL (v.e') c' (s e c.d) ((c'.e')v.s) (?.e) (RAP.c) d => NIL (setcar! e',v) c' (s e c.d) （（c'.e'）v.s）e（AP.c）d=> 无（v.e'）c'（s e c.d） （c''e'）v.s.（？.e）（RAP.c）d=> 零（setcar！e'，v）c'（s e c.d） 另见，引述：

RAP指令用于支持递归函数调用，其工作原理是将堆栈上先前创建的虚拟环境（称为OMEGA）替换为包含递归作用域中可见的所有函数的虚拟环境。规范使用RPLACA表示替换操作，这也是我们在SECD的Lisp实现中使用的：。。。 及

当我试图在Erlang中实现RAP时，我陷入了困境，因为列表上没有破坏性操作。不在标准API中，似乎也不在系统API中。因此，Erlang SECD看起来不错，只是它没有运行。

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你真的应该买一本彼得·亨德森的精彩小书《函数式编程的应用和实现》。在这本书中，他仔细地描述并构建了一台SECD机器和Lispkit-Lisp。

除了公认的优秀答案之外，我还想提供更多关于为什么需要

rap

的解释

环境（在

SECD

中的

E

）存储所有持久化实体（函数、常量、变量等）

E

本质上是一堆列表。

E

中的内容加载到堆栈

S

，然后由

C

中的命令执行或使用。

E

中的所有内容都有一个id，以便以后可以引用。此ID通常是一个元组

（x，y）

，其中

x

表示列表在堆栈上的位置，

y

表示列表中的位置

在典型的函数调用中，在

E

上推送一个新列表，现在任何局部变量都可以有

（|E |，y）

这样的ID，其中

|E

表示

E

的大小。但是，对于递归函数来说，这是非常有问题的，因为堆栈大小随着每次函数调用而增加，因此无法分配局部变量

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为了解决这个问题，

rap

完成了

ap

所做的大部分工作，但它没有将新列表推到环境堆栈上，而是用新的环境列表替换

E

开头的任何内容

作为参考，这里有一个完整的SECD机器，大约100行F#，然后是一个编译的LispKit Lisp，并在大约100行中进行测试。