Question

我想知道Lisp程序的解释/编译过程中“读者”的目的，或者更确切地说是这个目的。

从我刚刚完成的前期问题研究中，在我看来，读者（在这种情况下特别是Clojure）可以被认为是“语法预处理器”。它的主要职责是读者宏和原始形式的扩展。那么，有两个例子：

'cheese         -->  (quote cheese)
{"a" 1 "b" 2}   -->  (array-map "a" 1 "b" 2)

所以读者接受一个程序的文本（由S-Expressions组成），然后构建并返回一个可以直接评估的内存数据结构。

这与事实有多远（我是否过度简化了整个过程）？读者还有哪些其他任务？考虑到Lisps的优点是它们的同质性（代码作为数据），为什么需要进行词法分析（如果这确实与读者的工作相当）？

谢谢！

Answer 1

通常，Lisp中的读取器读取s表达式并返回数据结构。 READ是一个I / O操作：输入是一个字符流，输出是Lisp数据。

打印机正好相反：它接受Lisp数据并将其作为字符流输出。因此，它也可以将Lisp数据打印到外部s表达式。

请注意，解释意味着特定的东西：由口译员执行代码。但是许多Lisp系统（包括Clojure）都在使用编译器。计算Lisp表单值的任务通常称为 evaluation 。评估可以通过解释，汇编或两者的混合来实现。

S-Expression ：符号表达式。外部的，文本的数据表示。外部意味着s表达式是您在文本文件，字符串等中看到的。因此，s表达式由某些（通常是外部的）中的字符组成。

Lisp数据结构：符号，列表，字符串，数字，字符......

Reader ：读取s表达式并返回Lisp数据结构。

请注意，s表达式也用于编码Lisp源代码。

在一些Lisp方言中，阅读器是可编程的和表驱动的（通过所谓的读表）。该读表包含字符的读取器功能。例如，引号'字符绑定到一个函数，该函数读取表达式并返回（list'szotes表达式）的值。数字字符0..9绑定到读取数字的函数（实际上这可能更复杂，因为一些Lisps允许数字以不同的基数读取）。

S表达式为数据结构提供外部语法。

Lisp程序使用s表达式以外部形式编写。但并非所有的s表达式都是有效的Lisp程序：

(if a b c d e)   is usually not a valid Lisp program

Lisp的语法通常是在Lisp数据之上定义的。

if test-form then-form [else-form]

所以它需要一个测试形式，一个then-form和一个可选的else-form。

作为s表达式，以下是有效的IF表达式：

(if (foo) 1 2)
(if (bar) (foo))

但是由于Lisp程序是表单，我们也可以使用Lisp程序构建这些表单：

（list'if'（foo）1 2）是一个返回有效IF表单的Lisp程序。

CL-USER 24 > (describe (list 'if '(foo) 1 2))

(IF (FOO) 1 2) is a LIST
0      IF
1      (FOO)
2      1
3      2

此列表可以例如使用EVAL执行。 EVAL需要列表形式 - 而不是s表达式。记住s表达式只是一个外部表示。要创建一个Lisp表单，我们需要阅读它。

这就是为什么说代码是数据。 Lisp表单表示为内部Lisp数据结构：列表，符号，数字，字符串......在大多数其他编程语言中，代码是原始文本。在Lisp中，s表达式是原始文本。当使用READ函数读取时，s表达式将转换为数据。

因此，Lisp中的基本交互顶层称为REPL，Read Eval Print Loop。它是一个重复读取s表达式的LOOP，评估lisp表单并打印它：

READ :  s-expression ->  lisp data
EVAL :  lisp form    ->  resulting lisp data
PRINT:  lisp data    ->  s-expression

所以最原始的REPL是：

(loop (print (eval (read))))

因此，从概念的角度来看，回答你的问题，在评估期间，读者什么都不做。它不参与评估。评估由EVAL功能完成。通过调用READ调用读者。由于EVAL使用Lisp数据结构作为输入（而不是s表达式），因此读者在Lisp表单被评估之前运行（例如通过解释或通过编译和执行它）。