日拱一卒，伯克利YYDS，用Python写一个Lisp解释器（三）

大家好，日拱一卒，我是梁唐。本文始发于公众号Coder梁

我们继续来肝伯克利CS61A的scheme project，这是这个project的第三篇，如果漏掉了之前的建议先去补一下。

课程链接

项目原始文档

Github

在上一测试手机是否被监控篇变量名文章当中，我们进一步完善了scheme解释器的功能，让它能够支持自定义函数等许多功能。在这github开放私库一篇文章当中，我们要继续完善功能，让我们的解释器能够支持更多语法。

Special Forms

整个项目到这里我们已经完成了基础的核心部分，接下来还要处理一些特殊的类型。

我们还有很多语法没有支持，比如逻辑运算符if,and, or, cond这些。这些表达式使用频率非常高，也非常重要。

在sche测试用例me当中，只有False才是假，所有其他的值都会被视为真，包括0和nil。你可以使用scheme_primitive.py文件中的scheme_truep和scheme_fal测试手机是否被监控sep函数来判断一个值是测试true还是false。

注意：scheme传统gitlab中使用#f来表示false，#t测试用例表示true。在我们的解释器当中true, True, #t均视为等github官网登陆入口价。然而在解锁测试数据时，需要使用#t和#f

我们提供了if语句的实现，do_python保留字if_form函数作为参考。确保你已经理解了if语句的原理，再进行下面的python安装教程题目。

Problem 13

实现dGito_and_forpython语言m和变量泵do_or_form函数来完成and和or表达式的支持。

对于and语句来说，你需要从左往右evaluate所有的表达式，如果遇到结果是false，那么变量的定义返回变量值#f。否则返回最后python基础教程一个子语句的结果。如果输入的语句为空，也返回#t。

对于or语句来说，我们也需要从左往右评估每一个子语句的值。如果某一个子语句的结果是true，直接返回。否则返回#f。如果输入为空，也返回#f。

在开发之前，先答题解锁测试：

python3 ok -q 13 -u

开发之后，测试：

python3 ok -q 13

答案

这两个函github下载数逻辑并不复杂，使用递归很容易搞定。

def do_and_form(expressions, env):
    """Evaluate a (short-circuited) and form."""
    # BEGIN PROBLEM 13
    "*** YOUR CODE HERE ***"
    if expressions is nil:
        return True
    elif expressions.second is nil:  # Tail context
        return scheme_eval(expressions.first, env)
    else:
        first_expr = scheme_eval(expressions.first, env)
        if scheme_falsep(first_expr):  # The first expression is False
            return False
        elif scheme_truep(first_expr):  # The first expression is True
            return do_and_form(expressions.second, env)
    # END PROBLEM 13
def do_or_form(expressions, env):
    """Evaluate a (short-circuited) or form."""
    # BEGIN PROBLEM 13
    "*** YOUR CODE HERE ***"
    if expressions is nil:
        return False
    elif expressions.second is nil:  # Tail context
        return scheme_eval(expressions.first, env)
    else:
        first_expr = scheme_eval(expressions.first, env)
        if scheme_falsep(first_expr):  # The first expression is False
            return do_or_form(expressions.second, env)
        else:  # The first expression is True
            return first_expr
    # END PROBLEM 13

Problem 1github汤姆4

完善do_cond_form函数，让他能够返python语言回第一个为true的子语句的值，如果都为f变量与函数alse，返回else语句的值。

然而存在一些特殊情况：

当判断为true的值没有对应的返回结果，那么返回该值
当cond语句的某一个分支中存在多个结果语句时，返回最后一个，提示，可以使用eval_all函数

你的代码需要能通过下列测试数据：

如果cgithub官网ond语句既没有为true的分支也没有else语句，那么返回None

编码之前，先回答问题变量值解锁测试：

python3 ok -q 14 -u

编码之后，进行测试：

python3 ok -q 14

答案

整个函数的框架已经搭好github官网登陆入口了，函github下载数内部使用了while循环来遍历所变量值有的表达式，并且实现了else语句的部分。

test表示当前的语句是否是trugithube，如果是真，那么返回test之后的内容。但由于题目中说了，有些情况只有判断条件，没有返回python123平台登录结果。这个时候就要返回判断条件的结果本身，也就是test。当然也有可能表达测试用例式有多个，这种情况使用eval_all函数返回最后一个表达式的结果即测试工程师可。

如果test为假则继续往下执行其他条件。

def do_cond_form(expressions, env):
    """Evaluate a cond form."""
    while expressions is not nil:
        clause = expressions.first
        check_form(clause, 1)
        if clause.first == 'else':
            test = True
            if expressions.second != nil:
                raise SchemeError('else must be last')
        else:
            test = scheme_eval(clause.first, env)
        if scheme_truep(test):
            # BEGIN PROBLEM 14
            "*** YOUR CODE HERE ***"
            if clause.second == nil:
                return test
            return eval_all(clause.second, env)
            # END PROBLEM 14
        expressions = expressions.second

Problem 15

let特殊类型，它会在本地绑定symbol和value，但是这个绑定只会在原地变量泵生效，比如这个例子：

(let ((x 42) (y (* x 10))) (list x y))语句当中，github官网绑定y时用到的x是全局的值，也就是5，而不是刚刚绑定的42。因为绑定值的操作是变量与函数最后一起执行的，x和y是一起绑定的。有一点类似于以下测试手机是否被监控的Python代码：

x = 5
x, y = 42, x * 10

实现makepython可以做什么工作_let_frame方法，它会返回一个当前env的子frame，在这个frame当中，将symbol绑定到对应的value上。bindings scheme list包含一系列pairs，其中每一个包含一个symbol和对应的表达式。

你可能会用到下面GitHub这些函数：

check_form：这个函数用来检查binding结构
check变量是什么意思_formals：这python编程个函数检查测试抑郁程度的问卷formal参测试抑郁症的20道题数，确保每一个symbol都是不同的
make_child_frame：这个函数（你在11题中开发变量值的），它接收一个Pair表示formal，一个Pair表示va测试工程师lue。返回一个绑定了gitlabformal和vgiti轮胎alpython123平台登录ue的测试抑郁程度的问卷新fr测试ame

在你编码之前，先python可以做什么工作回答问题解锁测试样例：

python3 ok -q 15 -u

编码之测试你的自卑程度后，进行测试：

python3 ok -q 15

答案

只要搞清楚了let语句是先评估，评估完了之后一起绑定的，这题就算是搞定了一大半python语言。

但坑爹的是，原文的题意当中没有明确地指出这一点，这是要我们基于老师给的问题和一些描述去自己分析和推理的。所以我当时做这题的时候，还是费了一些周折。

def make_let_frame(bindings, env):
    """Create a child frame of ENV that contains the definitions given in
    BINDINGS. The Scheme list BINDINGS must have the form of a proper bindings
    list in a let expression: each item must be a list containing a symbol
    and a Scheme expression."""
    if not scheme_listp(bindings):
        raise SchemeError('bad bindings list in let form')
    # BEGIN PROBLEM 15
    "*** YOUR CODE HERE ***"
    formals, args = nil, nil
    while bindings is not nil:
        check_form(bindings.first, 2, 2)
        formals = Pair(bindings.first.first, formals)
        args = Pair(scheme_eval(bindings.first.second.first, env), args)
        bindings = bindings.second
    check_formals(formals)
    return env.make_child_frame(formals, args)
    # END PROBLEM 15

P测试英文roblem 16

实现do_mu_form函数来评估特殊类型github汤姆mu，mu不是一种标准的scheme表达式类型。

mu表达式类似于lambda表达式，但不同的是，当evaluate mu语句时，它是动态scope的。lambda表达式是静态scope，因为lambda表达式执行的时候，使用的env 是lambda创建时的frame。而mu使用的是表达式执行时的frame，因此是动态的。

mu表达式通过MuProcedure类实现，大部分变量代码github中文社区已经开发好了。

完善MuProcedure类，当它被调用的时候，它依赖的外部frgithubame是动态的，也python123平台登录正因此，MuProcedurgithub直播平台永久回家e类中不需要存储frame实python基础教程例。

下面是一个mu表达式的例子：

编码之前，先回答问题确保理解正确：

python3 ok -q 16 -u

编码完成之后，进行测试：

python3 ok -q 16

答案

我们看下m测试仪u表达式的使用方法，其实它和lambda的语法是一样的。所以do_mu_form和do_lambda_form的逻辑也是一样的。

def do_mu_form(expressions, env):
    """Evaluate a mu form."""
    check_form(expressions, 2)
    formals = expressions.first
    check_formals(formals)
    # BEGIN PROBLEM 16
    "*** YOUR CODE HERE ***"
    return MuProcedure(formals, expressions.second)
    # END PROBLEM 16

唯一的区别就是运行时的env，lambda是静态的，而mu是动态的。

看起来好像很复杂，但仔细思考会发现这两个在实现里的区别其实很小。只有创建子frame的时候有一些区别，lambda表达式创建运行时的frame用的是自身实例中存储的env，这样就能保证不论什么时候运行lambda，使用的都是创建时的frame。

而mu是动态的，从类的定义中我们也可以看出来，它没github官网登陆入口有env这个实例属性。那么我们在创建子frame的时候用的就不是本身存储的env，而是外界传入的。外界传入的github中文官网网页env是在运行时传入的，这样就可以保证了，mu运行时依赖的外部变量测试英文是动态的。

代码只有一行，但理清楚这里面的逻辑却不简单python可以做什么工作。

class MuProcedure(Procedure):
    """A procedure defined by a mu expression, which has dynamic scope.
     _________________
    < Scheme is cool! >
     -----------------
               ^__^
               (oo)_______
                (__)       )/
                    ||----w |
                    ||     ||
    """
    def __init__(self, formals, body):
        """A procedure with formal parameter list FORMALS (a Scheme list) and
        Scheme list BODY as its definition."""
        self.formals = formals
        self.body = body
    # BEGIN PROBLEM 16
    "*** YOUR CODE HERE ***"
    def make_call_frame(self, args, env):
        return env.make_child_frame(self.formals, args)
    # END PROBLEM 16
    def __str__(self):
        return str(Pair('mu', Pair(self.formals, self.body)))
    def __repr__(self):
        return 'MuProcedure({0}, {1})'.format(
            repr(self.formals), repr(self.body))

到这里，整个scheme的解释器就算是完成了。

但解释器除了要支持解释执行scheme代码之外，其实还有很多其他的内容。在附加题当中，老师给变量的定义我们留了两个非常困难的问题：尾递归和尾递归的运行优化。

这部分内容比较困难，而且涉及github到更多的知识，因此我们单独成篇，放在之后的文章当中和大家分享。

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Problem 13

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