Материал из eSyr's wiki.

Предыдущая лекция | Следующая лекция

[править] Встраиваемый пример ЛИСПа

Существует один пример встраемого Common LISP: ecl версия 0.6, документирован паршиво.

Есть несколько диалектов, которые ни Common, ни Схема, ни ведома зверушка. Например, есть librep, который Схема, но маскируется под ЛИСп, например, есть () и T — истина, но на самом деле это Схема. Есть тьма-тьмущая своих диалектов, икто не объясняет зачем.

Что показать в качестве примера встраемого ЛИСПа? Легче встраивать Схему, она часто встраивается. Но в emacs встроен eLISP, в AutoCAD встроен AutoLISP. Но AutoCAD закрытый, emacs — отдельное проишествие. В остальных случаях чаще схема. У любого приложения, ориентированного на Схему, предполагается интеграция с Си. Посему будет рассмотрена интеграция с MZ Scheme.

[править] Scheme

[править] Отличия Scheme

• В Схеме списки, а не S-выражения.
• Список верхнего уровня S-выражением не является
• ...
• В Схеме не различается понятия связанного с символом значения и функции

Пример:

Common Lisp
> car
Error: symbol has no value
>(setq car 25)
25
>car
25

при этом это не мешает иметь функцию car

Scheme
>car
#<system_function car>

При этом если мы зададим значение, мы функцию потеряем. Что это позволяет:

(lambda (x y) (cons x y))

В Лиспе это вызовет ошибку, надо

#'(lambda (x y) (cons x y))

но это немного другое. В Схеме это будет вычислено.

Когда мы говорим (cons a b), то в Схеме все три параметра вычисляются, а в Лиспе первым элементом должна быть функция. Как следствие, в Схеме не нужен funcall.

[править] Именование

[править] Как определяются символы в Схеме, как ввести функцию в схеме

Есть define, он ничем не является, встречаться должен на первом уровне, он не является S-выражением.

• Сопоставление символу значениея

(define twenty-five 25)

• Сопоставление функции
  • Схемеры обычно используют такой вариант:

(define (myfun arg1 arg2 ...) ...)

• • Предыдущий вариант является сокращённой формой записи для

(define myfun (lambda (arg1 arg2 ...) ...))

[править] Реализация Scheme

Существует достаточно много реализаций Схемы, соответствующих стандарту. В итоге лектор выбрал две:

• guile — декларируется, что Схема там побочный эффект, а вообще это могучая система программирования, где можно будет делать вообще на всём. Но в документации там швах. А те потроха, в которых приходится копаться, ... . Причём есть два API, одно deprecated, разработчики сказали, что они его больше не будут поддерживать, но по документации оно понятно. Есть новое API, но в качестве примера его использовать нельзя. Этот интерпретатор можно и встраивать, и расширять.
• mzscheme — не намного лучше, но удалось разобраться практически сразу. Написана явно на Си, с расчётом и расширения, и встраивания в Си. И те же проблемы, что и в Си, например, garbage collected. А нам нужно, чтобы S-выражения были в локальных переменных ... . Проблема в том, что чтобы запустить garbage collector, нужно знать пределы стека. Посему, там есть два способа запуска: функция, которая не возвращаем значения, и мы запускаем её навсегда. Пишем вторую функцию main, void на вход, void на выход. И если хотим возвращать значения, то делаем:

main → scheme → real_main()

Есть второй вариант, но он не портабельный.

Когда лектор добрался до примера, как его встроить, то это был экран текста, довольно запутанный.

Не получается так хорошо, как с Tcl, в две строчки. Дело, вероятно, в том, что Tcl широко используется, а Scheme — нет, и тем более не в качестве встроенного языка.

[править] Как расширить интерпретатор

Обычно встраивание требуется для того, чтобы пользователь что-то написал, а чтобы он писал что-то применительно к программе, нужно, чтобы были проблемно-ориентированные функции. Оказалось, что в mzscheme это продумано достаточно хорошо.

• Есть тип Scheme_Object *, без звёздочки не употребляется никогда. Можно считать, что это S-выражение и есть
  • Чтобы это появилось, есть два варианта:
    • #include <scheme.h>
    • #include <escheme.h>
    • Различие в способе сборки мусора
• Когда возникает написать схемовскую функцию, то она должна возвращать Scheme_Object, и получать int argc, Scheme_Object ** argv

Scheme_Object * func(int argc, Scheme_Object ** argv)

Пример: Функция triple: делает из (a) (a a a). Или (a . (a . (a .()))).

Scheme_Object * func(int argc, Scheme_Object ** argv)
{
  /*
   * проверяем количество параметров, 
   * должно быть 1, иначе ошибка
   */
  if (argc != 1) 
  /*
   * правильным будет в случае не одного 
   * параметра сообщать ошибки интерпретатору схемы
   */
  {
    scheme_null; //искать пустой список пришлось в исходниках
  }
  
  return scheme_make_pair(argv[0], 
         scheme_make_pair(argv[0], 
         scheme_make_pair(argv[0], scheme_null)))
}

[править] Список простых функций

[править] Значения

• scheme_null ()
• scheme_true #t
• scheme_false #f
• scheme_void — в Схеме вроде нет, нужно для того, чтобы не возвращать значения

[править] Как создавать S-выражения

• Scheme_Object * scheme_make_pair(Scheme_Object * a, Scheme_Object * b) — создание точечной пары (обычно такие вещи называются pair)
• Пусть есть строка и хочется сделать атом, который строка. Как это сделать: Scheme_Object * scheme_make_string(const char * str); Есть ещё Scheme_Object * scheme_make_string_no_copy(const char * str). В первом случае происходит копирование, во втором — просто устанавливается ссылка на существующий объект
• Scheme_Object * scheme_make_integer_value(int i) — есть несколько модификаций (from_long_long, from unsigned, &hellip)
• Scheme_Object * scheme_make_char(int c) — int для поддержки unicode
• Scheme_Object * scheme_make_double(double d)
• Scheme_Object * scheme_make_symbol(...) — пытается найти имя (char *)

[править] Как извдечь данные из Scheme_Object *

• double scheme_real_to_double(Scheme_Object *) — единственная простая ничем не примечательная функция
• int scheme_get_int_val(Scheme_Object *, long * v) — возврат значения производится через v

Ожидаемо, если бы были функции для извлечения строки и т. д. Но их не нашлось. Нашлось следующее:

• SCHEME_STR_VAL(...) — макрос, нужно передать объект, возвращает char *
• SCHEME_FLOAT_VAL(...)
• SCHEME_DOUBLE_VAL(...)
• SCHEME_INT_VAL(...)

Предварительно надо проверить тип:

• SCHEME_DOUBLEP
• SCHEME_DOUBLEP
• SCHEME_INTP
• SCHEME_NULLP
• SCHEME_STRINGP
• SCHEME_PAIRP

Макросы возвращают 0 в случае "нет" и 1 в случае "да"

[править] Работа со списками

• SCHEME_CAR
• SCHEME_CDR
• SCHEME_CAAR
• SCHEME_CDDR
• SCHEME_CADR

Других нет.

[править] Другой пример: nple

nple(int quan, char c) — делает список из quan символов c

Scheme_Object * nple(int argc, Scheme_Object ** argv)
{
  Scheme_Object * res = scheme_null;
  int i, n;

  if (argc != 2) 
  {
    return res;
  }

  if (!SCHEME_INTP(argv[0]))
  {
    scheme_wrong_type("nple", "integer number", 0, argc, argv); //очень похоже на то, что это longjump и return не требуется
    return scheme_null;
  }

  scheme_get_int_val(argv[0], &n);

  for (i = 0; i < n; i++)
  {
    res = scheme_make_pair(argv[1], res);
  }

  return res;
}

[править] Как расширить интерпретатор

Надо сделать сошку.

Сошка будет состоять из одного модуля, в ней будет три функции:

• scheme_initialize
• scheme_reload
• scheme_module_name

Одна из них (scheme_initialize) даётся для инициализации интерпретатора схема и своих собственных данных.

scheme_reload инициализирует только интепретатор (Scheme_Env). Для начала необходима инициализация примитивов — функций, у которых есть C-обёртки. Мы сделаем обёртки и погрузим их в интерпретатор.

Scheme_Object * scheme_reload(Scheme_Env * env)
{
  Scheme_Object * proc;

  proc = scheme_make_prim(triple); //лучше функции объявлять как статики
  scheme_add_global("triple", proc, env); //не обязан быть именно примитив

  //со второй функцие поступим иначе — есть вариант создания примитива, при котором делается проверка аргументов
  proc = scheme_make_prim(nple, "nple", 2, 2); //последние два параметра — минимальное и максимальное количество параметров
  scheme_add_global("nple", proc, env); //не обязан быть именно примитив
  return scheme_void; //обычно делают так, но можно попытаться что-то создать и вернуть, проявится оно при вызове scheme_load_extension()
}

Scheme_Object * scheme_initialize(Scheme_Env * env)
{
  return Scheme_Reload(env);
}

Различие: initialize вызывается только в первый раз, в остальные — reload.

Scheme_Object * scheme_module_name()
{
  return scheme_false;
}

[править] Как это скомпилировать

Можно использовать gcc,

Можно использовать их программу, которая есть враппер для разных C-компиляторов. Сделано, вероятно, для унификации. Называется mzc.

$mzc --cc sample.c ; # компиляция модуля, получим sample.o
$mzc --ld sample.so sample.o

[править] Запуск

$ mzscheme
> (load-extension "sample.so")
> (triple 'a)
(a a a)
> (nple 10 2)
(2 2 2 2 2 2 2 2 2 2)

Тема следующей лекции: компиляция из одного языка в другой