我已经获得了语言语义和我应该知道的一切。它只支持很少的操作,并且不会有任何数据类型的概念。所以我可以将任何东西存储在变量中并对它们进行操作。
我有循环,条件和函数调用,就是这样。 我正在寻找一个开始,一个例子而不是一本理论书。有没有人在Haskell中实现过这样的基本语言解释器?我正在寻找指针和参考资料。
谢谢!
答案 0 :(得分:6)
我现在正在做一个作为练习项目。
它是一种动态类型语言,因此不必声明变量,但每个值都有一个关联的类型。我在Haskell中使用代数数据类型实现了它:
data Value = BoolValue Bool -- ^ A Boolean value.
| NumberValue Double -- ^ A numeric value.
| StringValue String -- ^ A string value.
-- (several others omitted for simplicity)
为了执行程序,我在StateT
之上使用ErrorT
和IO
monad变换器:
-- | A monad representing a step in an RPL program.
--
-- This type is an instance of 'MonadState', so each action is a function that
-- takes an 'RPLContext' as input and produces a (potentially different)
-- 'RPLContext' as its result. It is also an instance of 'MonadError', so an
-- action may fail (with 'throwRPLError'). And it is built on the 'IO' monad,
-- so 'RPL' computations can interact with the outside world.
type RPL = StateT RPLContext (ErrorT RPLError IO)
-- | Executes an 'RPL' computation.
-- The monadic result value (of type @a@) is discarded, leaving only the final
-- 'RPLContext'.
runRPL :: RPL a -- ^ The computation to run
-> RPLContext -- ^ The computation's initial context
-> IO (Either RPLError RPLContext)
-- ^ An 'IO' action that performs the operation, producing either
-- a modified context if it succeeds, or an error if it fails.
runRPL a = runErrorT . (execStateT a)
“context”是数据堆栈(它是基于堆栈的语言)和“环境”的组合,它包含当前范围内的所有变量:
-- | The monadic state held by an 'RPL' computation.
data RPLContext = RPLContext {
contextStack :: Stack, -- ^ The context's data stack.
contextEnv :: Env -- ^ The context's environment.
}
(请注意,Stack
只是[Value]
的别名。)
除此之外,我还有各种辅助函数来处理当前上下文中的堆栈(由StateT
monad的RPL
部分持有)。例如,以下是将值推送到堆栈所涉及的函数:
-- | Pushes a value onto the stack.
pushValue :: Value -> RPL ()
pushValue x = modifyStack (x:)
-- | Transforms the current stack by a function.
modifyStack :: (Stack -> Stack) -> RPL ()
modifyStack f = do
stack <- getStack
putStack $ f stack
-- | Returns the entire current stack.
getStack :: RPL Stack
getStack = fmap contextStack get
-- | Replaces the entire current stack with a new one.
putStack :: Stack -> RPL ()
putStack stack = do
context <- get
put $ context { contextStack = stack }
getStack
,putStack
和modifyStack
是在MonadState
的{{1}},get
和put
函数之后建模的,但它们仅在modify
记录的一个字段上运行。
所有语言的内置命令都只是RPLContext
monad中的操作,它们构建在RPL
等工具之上。
为了用我的语言解析代码,我正在使用Parsec。这很不错。
在与我的RPL口译员无关的单独轨道上,您可能会发现“Write Yourself a Scheme in 48 Hours”有帮助。
答案 1 :(得分:6)
我首先要在EDSL中对整个程序进行编码。 EDSL本身就是一个monad并且类似于IO。 GADT使编码非常容易:
{-# LANGUAGE GADTs, KindSignatures #-}
module Interp where
import SomeStuff
data Expr :: * -> * where
-- Commands
Print :: String -> Expr ()
GetLine :: Expr String
-- Variables (created on demand)
GetVar :: Name -> Expr Value
SetVar :: Name -> Value -> Expr ()
-- Loop constructs
While :: Expr Bool -> Expr a -> Expr ()
For :: Expr a -> Expr Bool -> Expr b -> Expr c -> Expr ()
-- Expr is a monad
Return :: a -> Expr a
Bind :: Expr a -> (a -> Expr b) -> Expr b
instance Monad Expr where
return = Return
(>>=) = Bind
runExpr :: Expr a -> StateT Variables IO a
runExpr (Print str) = liftIO (putStrLn str)
runExpr GetLine = liftIO getLine
runExpr (While p x) =
fix $ \again -> do
b <- runExpr p
when b (runExpr x >> again)
runExpr ...
对于简单语言,您甚至可以在没有专用EDSL的情况下做一些简单的事情:
parseProgram :: Parser (StateT Variables IO ())
parseProgram = ...
人们经常忘记Haskell将函数式编程的概念引入其结论。让解析器返回程序本身。然后你只需要以合适的起始状态运行StateT。
答案 2 :(得分:3)
一种方法是让你的解释器在StateT monad中运行,使用Map来模拟可变变量。简单的例子:
import Control.Monad.State
import Data.Map (Map)
import qualified Data.Map as Map
type VarName = String
data Value = VInt Int
| VString String
type InterpreterState = Map VarName Value
type InterpretM = StateT InterpreterState IO
putVar :: VarName -> Value -> InterpretM ()
putVar varname value = modify (Map.insert varname value)
getVar :: VarName -> InterpretM Value
getVar varname = do
m <- gets (Map.lookup varname)
case m of
Just x -> return x
Nothing -> error $ "Variable " ++ varname ++ " is undefined"
然后解释器将在InterpretM
monad中运行。上面的访问器使它可以访问可变变量(不支持闭包和词法范围等优点)。
答案 3 :(得分:1)