Question

Haskell，Scala，...和函数式编程语言一般是在低级别实现的？也就是说，如果是Von Neumann，计算机如何实际运行功能程序？如何翻译代码（通常解释，我不知道是否有编译的函数式语言）？

Answer 1

简答：

通过将函数转换为动作序列（某些虚拟机或真实机器中的指令）。

更长的回答：

考虑这个功能程序，使用Lisp表示法让我们摆脱语法上的困难：

;; function definitions
(defun square (x) (* x x))
(defun difference (a b)
  (if (> a b)
    (- a b)
    (- b a)))
;; actual program
(difference (square 5) 5)

假设严格（非懒惰）评估，在计算difference之前，您显然需要计算square。推广这个想法意味着，为了计算函数，首先需要计算它的参数。计算参数的顺序可能是未指定的，但为了简单起见，我们假设它们是从左到右计算的。然后，您可以将上述程序（省略函数定义）转换为以下命令描述：

1: use value 5 as parameter
2: call square using 1 parameter, use result as parameter
3: use value 5 as parameter
4: call difference using 2 parameters

例如，对于基于堆栈的机器，可以相对容易地编译这一系列动作：

square:
   dup ; duplicate top of stack
   mul ; pops 2 numbers from stack, multiplies them and pushes the result
   ret

difference:
   compare_greater_than ; uses the top 2 numbers from stack, pushes result
   jmpif L ; pops 1 number from stack, jumps if non zero
   swap ; swap top 2 numbers on stack
L: sub
   ret

main:
   push 5
   call square
   push 5
   call difference

当然这只是一个非常粗略的草图，但希望能让你知道从哪里开始。我在其他两个答案中实现了a small sketch以及更多complete version。两者都是解释功能程序的样子的例子。

然后，还有关于如何实际实现函数语言的好教程，如http://www.buildyourownlisp.com/。

我的回答完全集中在“实用”方法上。还有很多我完全遗漏的理论，比如spineless tagless G-machine，转换为延续传递风格或一些严肃的图形，但我希望我的回答可以让你知道从哪里开始。

Answer 2

当你问：

时，你犯了逻辑谬误

That is, how a computer can actually run a functional program if it's Von Neumann?

但是我们的计算机可以计算任何可以计算的东西，无论硬件架构如何。就好像你在问：当计算机由电子元件组成时，它如何帮助化学。

如何在低级别实现函数式编程？

2 个答案:

简答：

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