起初最早听到lisp这个名字是一个偶尔的机会,留下了很牛的印象,工夫匆匆五年就过来了,前些日子看sicp,外面又再次提到了这个名字,从网上找了几个入门文档学习了一下根底语法,便又持续看起了sicp;从写下第一行(+ 1 2)代码,日子转瞬一个月就过来了,不得不说 lisp的前缀表达式的形式还是很不错的,不知怎得缓缓有了写一个lisp 解释器的想法,而后想到了之前王垠仿佛写过一篇文章《怎么写一个解释器》 如果你对如何写一个解释器感兴趣能够看下这篇文章,还是有所启发的。

回来了吗?哈哈哈

咱们持续旅途

写一个lisp解释器能够分三步:

1.将lisp表达式的字符串转换成一个树性构造的数组
2.解释这棵树
3.反对变量和办法调用

这里应用的语言是java

结构语法树

首先第一步:如何将lisp表达式的字符串转换成一个树性构造的数组?
咱们看一几个lisp表达式 剖析一下他的形成

(+ 1 2)(+ 1 2 (- 3 4))(+ 1 2 (- 3 4) 5)(+ 1 2 (- 3 4) 5 (+ 6 7 (+ 8 9)))(+ 1 2 (- 3 4) (+ 5 6 (+ 7 8)))(+ 1 2 (- 3 4) (+ 5 6 (+ 7 8)) 9)

能够看到以上表达式外面能够分成两种元素:一个是不可分割的最小元素如 + - 1 2 3 这种 ,还有 (- 3 4)这种复合元素,而复合元素也是由最小的根底元素形成,于是咱们失去了第一个规定(复合元素能够被拆分成更小的根底元素和复合元素)。
以(+ 1 2 (- 3 4) 5 (+ 6 7 (+ 8 9)))这个表达式为例,它如果是一棵树长什么样子呢?上面让咱们画出它的状态:

咱们有了它的样子,但要如何将一个字符串模式的表达式转换成这样一棵树呢? 这是咱们接下来要剖析的问题
duang duang duang duang...
让咱们回到咱们的第一个规定 这里还有什么暗藏信息呢?
1.复合元素可拆分
2.根底元素不可拆分
3.复合元素是被“()”包裹的元素
有了这三项咱们就能够在进一步的思考了,树树树,树的元素是什么?
1.节点
2.叶子节点
头绪,头绪,有了头绪
节点对应的是复合元素,根底元素对应的是叶子节点,那如何辨别复合元素和根底元素呢?
“3.复合元素是被“()”包裹的元素”,是它,是它,就是它。
复合节点里的第一个元素是“(”后的第一个元素,最初一个元素是“)”前的第一个元素,咱们又失去了第二个规定,有了下面两个规定咱们开始构建咱们的第一棵树:
代码:

node

class ExpNode implements Iterable<Object>{   List<Object> data = new ArrayList<>();   Node parent;   public static ExpNode newInstance() {        return new ExpNode();   }    public void add(Object o) {        if (o instanceof ExpNode) {            ((ExpNode) o).parent = this;        }        super.add(o);    }    public Iterator<Object> iterator() {        return data.iterator();    }}

parse

public class Parse {    public static ExpNode parseTree(String exp) {        ExpNode root = ExpNode.newInstance();        buildNode(trimStr(exp), 0, root);        return (ExpNode) root.iterator().next();    }    private static void buildNode(String exp, int level, Cons node) {        int lIndex = exp.indexOf("(");        int rIndex = exp.indexOf(")");        if (rIndex > -1) {            if (lIndex < rIndex && lIndex > -1) {                String subExp = exp.substring(lIndex, rIndex + 1);                if (isBaseLeaf(exp)) {                    ExpNode a = parseNode(subExp).orElseThrow(RuntimeException::new);                    node.add(a);                } else {                    Optional<ExpNode> nodeOptional = parseNode(subExp);                    if (nodeOptional.isPresent()) {                        ExpNode val = nodeOptional.get();                        node.add(val);                        node = val;                    } else {                        ExpNode objects = ExpNode.newInstance();                        node.add(objects);                        node = objects;                    }                }                ++level;                log.debug("{}{}---{}", createRepeatedStr(level), exp.substring(lIndex), subExp);                buildNode(exp.substring(lIndex + 1), level, node);            } else {                //) b a (+ 8 9) => ) b a ( => b a                if (lIndex > -1) {                    String subExp = trimStr(exp.substring(rIndex + 1, lIndex));                    if (subExp.length() > 0 && !subExp.contains(")")) {                        String[] values = subExp.split(" ");                        for (String val : values) {                            node.parent().add(parseObj(val));                        }                    }                } else {                    // 所有都是后退//                    ) b a) => b a) => b a                    String subExp = exp.substring(rIndex + 1);                    int r2Index = 1 + subExp.indexOf(")");                    if (r2Index > 1) {                        subExp = trimStr(subExp.substring(1, r2Index - 1));                        if (subExp.length() > 0) {                            String[] values = subExp.split(" ");                            for (String val : values) {                                node.parent().add(parseObj(val));                            }                        }                    }                }                --level;                log.debug("{}{}", createRepeatedStr(level), exp.substring(rIndex));                buildNode(exp.substring(rIndex + 1), level, node.parent());            }        } else {            log.debug(createRepeatedStr(level));        }    }    private static Optional<ExpNode> parseNode(String exp) {        String subExp = "";        if (isBaseLeaf(exp)) {            //(xx [xx])            subExp = exp.substring(1, exp.length() - 1);        } else {            // (xx [xx] (xx xx xx)            // (xx [xx] (            // ((            subExp = exp.substring(1);            subExp = subExp.substring(0, subExp.indexOf("("));            if (subExp.trim().isEmpty()) {                return Optional.empty();            }        }        String[] keys = subExp.split(" ");        ExpNode node = ExpNode.newInstance();        for (int i = 0; i < keys.length; i++) {            node.add(parseObj(keys[i]));        }        return Optional.of(node);    }    private static Object parseObj(String val) {        try {            return Integer.valueOf(val);        } catch (NumberFormatException e) {            if (val.equals("true") || val.equals("false")) {                return Boolean.valueOf(val);            } else if (val.indexOf("'") == 0 && val.lastIndexOf("'") == val.length() - 1) {                return val.replaceAll("\"", "\"");            } else {                return Var.of(val);            }        }    }    private static boolean isBaseLeaf(String exp) {        return count(exp, "\\(") == 1 && count(exp, "\\)") == 1 && exp.matches("^\\(.+?\\)$");    }    private static int count(String str, String regx) {        Matcher matcher = Pattern.compile(regx).matcher(str);        int i = 0;        while (matcher.find()) {            i++;        }        return i;    }    private static String trimStr(String str) {        String tempStr = str.replace("  ", " ").trim();        return tempStr.contains("  ") ? trimStr(tempStr) : tempStr;    }    private static String createRepeatedStr(int n) {        return String.join("", Collections.nCopies(n, "--"));    }}

当然还有更简略的形式 哈哈哈,将“(”替换成“[”,将“)”转换成“]”,让后用json 解析器解析即可,哈哈哈哈

解释器