https://github.com/zituitui/mua-language-interpreter-based-on-java-
MakeUp Programming Language Interpreter.
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MakeUp Programming Language Interpreter.
- Host: GitHub
- URL: https://github.com/zituitui/mua-language-interpreter-based-on-java-
- Owner: zituitui
- Created: 2022-03-26T02:42:56.000Z (over 4 years ago)
- Default Branch: main
- Last Pushed: 2022-03-28T01:02:43.000Z (over 4 years ago)
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- Language: Java
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README
# MakeUp Programming Language
Revised 2021-11-14
## 基本数据类型value
数字number，字word，表list，布尔bool
* 任何值之间都以空格分隔
* 数字的字面量以[0~9]或'-'开头，不区分整数，浮点数
* 字的字面量以双引号`"`开头，不含空格，采用Unicode编码。在`"`后的任何内容，直到空格（包括空格、tab和回车）为止的字符（不含空格），都是这个字的一部分，包括其中可能有的"和[]等符号
* 表的字面量以方括号`[]`包含，其中的元素以空格分隔；元素可是任意类型；元素类型可不一致
* 表的第一个元素和`[`之间，以及最后一个元素和`]`之间不需要有空格分隔
* 表中的字不需要`"`引导
* 这是一个有三层表的字面量的例子：`[a [b [c d] e]]`
* 布尔量只有两个值：`true`和`false`
* 数字和布尔量在计算时可以被看作是字的特殊形式，即在字面量和变量中的字，当其中的内容是数字或布尔量时，总是可以根据需要自动被转换成数字或布尔量
## 名字name
一个只含有字母和数字及下划线的字，可以用做名字，名字区分大小写。
## 基本操作operation
基本形式：操作名 参数
操作名是一个名字，与参数间以空格分隔。参数可以有多个，多个参数间以空格分隔。每个操作所需的参数数量是确定的，所以不需要括号或语句结束符号。所有的操作都有返回值。
一个程序就是操作的序列。
基本操作有：
* `make `： 将value绑定到name上，绑定后的名字位于当前命名空间，返回value。此文档中的基本操作的名字不能重新命名
* `thing `：返回word所绑定的值
* `:`：与thing相同
* `print `：输出value，返回这个value
* `read`：返回一个从标准输入读取的数字或字
* 运算符operator
* `add`, `sub`, `mul`, `div`, `mod`：` `
*⬆️ 第一次提交做到这里 ⬆️*
测试共 10 分。
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* `erase `：清除word所绑定的值，返回原绑定的值
* `isname `：返回word是否是一个名字，true/false
* `run `：运行list中的代码，返回list中执行的最后一个op的返回值
* `eq`, `gt`, `lt`：` `
* `and`, `or`：` `
* `not`：`not `
### 判断
* `if `：如果bool为真，则执行list1，否则执行list2。list均可以为空表，返回list1或list2执行后的结果。如果被执行的是空表，返回空表。如果被执行的表只有一项，且非OP，返回该项。
* `isnumber `：返回value是否是数字
* `isword `：返回value是否是字
* `islist `：返回value是否是表
* `isbool `：返回value是否是布尔量
* `isempty `: 返回word/list是否是空字/空列表
## 函数定义和调用
### 定义
`make [ ]`，其中：
* name为函数名
* list1为参数表
* list2为操作表
以下为函数定义的例子：
```
make "prt [
[a]
[print :a]
]
```
### 调用
` `，其中：
* 为make中定义的函数名，不需要双引号"
* 是参数表，中的值和函数定义时的中名字进行一一对应绑定
以下为函数调用的例子：`prt "hello`
### 本地变量（第二阶段）
以下规则仅适用于第二阶段评测。本地变量的规则在第三阶段将会调整。
* 在函数中访问（读取）变量的值的时候，首先访问本地，如果本地不存在，则访问全局
* 在函数中做`make`时，永远只写本地：
1. 检查本函数内是否存在这个名字，如果存在，则对已有的变量赋值；
2. 否，则在本地定义一个新的变量
* 在函数内`make`出来的函数只在该函数内有效，但是这样的函数并不会访问定义它的函数的本地变量，它的外部仍然直接就是全局变量区
### 函数相关的操作
* `return `：停止执行函数，设定value为返回给调用者的值
* `export `：将本地`make`的变量``输出到全局，返回它的值：
* 如果全局没有这个变量，则增加一个全局变量
* 如果全局已经有了同名的变量，则替换全局变量的值
* 在函数内`make`出来的函数一样可以被`export`到全部
*⬆️ 第二次提交做到这里 ⬆️*
自测数据共 50 分；
线上 CI 测试共 60 分。
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## 简单函数式编程
首先先介绍两个重要概念。
### 闭包
闭包的定义：如果函数 `f` 内定义了函数 `g`，那么如果 `g` 存在自由变量（即 `g` 中未定义的变量），那么将产生闭包。根据以上定义，实现闭包需要支持两项功能：
1. 函数内定义函数；
这很简单。因为 MUA 函数与表没有区别，所以实际上函数内定义函数就是函数内定义表。
2. 函数可以**对上文进行值捕获**。
我们通过一个简单的例子来了解捕获的概念。
```
make "f [[x] [
make "g [[y] [return add :x :y]]
return g 42
]]
print f 233
```
上面的函数 `f` 中嵌套定义了函数 `g`。函数 `g` 中存在自由变量 `x`，函数 `g` 成为闭包，捕获上文中的变量 `x`，即在闭包定义时，变量 `x` 被添加到闭包的作用域中。注意，我们捕获的是值，不是引用，闭包不会对被捕获变量本身产生副作用。那么如果运行以下代码：
```
print f 233
```
结果应输出 `275`。一言以蔽之，闭包就是“代码 + 环境”。
### 高阶函数
高阶函数是至少满足下列一个条件的函数：
* 接受一个或多个函数作为输入
* 输出一个函数
根据以上定义，实现高阶函数需要支持两项功能：
* 函数可以接受一个或多个函数作为输入
因为 MUA 函数与表没有区别，所以接受函数作为输入就是接受列表作为输入，但我们还需要 track 输入的函数的环境。
* 函数可以输出一个函数
因为 MUA 函数与表没有区别，所以**简单来说**输出一个函数就是输出一个表，但我们还需要 track 输出的函数的环境。
### 简单函数式编程
有了以上两大特性，MUA 真正意义上支持了函数式编程，即函数为“一等公民”，和变量地位等同。接下来介绍一个函数式编程综合应用。
```
make "f1 [[x] [
make "g1 [[y] [return add :x :y]]
return :g1
]
]
make "c1 f1 42
make "c2 f1 24
print c1 1
print c2 2
```
`f1` 接受一个 `x` 参数，返回一个闭包 `g1`，闭包环境为 `x` 与 `y`。调用 `f1` 即返回闭包 `g1`。那么对于 `c1` 闭包来说，其环境是 `x = 42`；对于 `c2` 闭包来说，其环境是 `x = 24`。随后我们输出调用 `c1` 与 `c2` 的结果，输出是：
```
43
26
```
补充一个柯里化例子。柯里化是把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数（最初函数的第一个参数）的函数，并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数的技术。
```
make "curry_two [[f x] [
return [[y] [return f :x :y]]
]]
make "f2 [[x y] [
return add :x :y
]]
make "f2p curry_two :f2 42
```
上面的函数 `curry_two` 接受函数 `f` 及其需要的第一个参数，返回一个接受剩下一个参数的函数闭包。闭包捕获了环境中的 `f` 与 `x`。`f2` 是需要两个参数的函数，将 `f2` 及其第一个参数传入 `curry_two`，得到一个新函数，其接受一个参数（即原 `f2` 的第二个参数），返回该参数与 42 的和。因此有下面程序
```
print f2p 233
```
输出结果为 275。
### 任务与一些说明
综合以上背景知识，你需要实现以下特性：
* 闭包。嵌套可能有多层。
* 高阶函数。
总的来说，本阶段的实现重点在于你需要跟踪每个函数的**环境**。处理多层嵌套时可以考虑维护一个环境的栈。
我们在测试时依然会公布测试数据供你检验程序的正确性。总体来说，大部分分数的测试数据不会太复杂。
同时在原规则中，对于本地变量的要求是
> 访问变量值时首先访问本地，如果本地不存在则访问全局。在函数内 make 出来的函数只在该函数内有效，但是这样的函数并不能访问定义它的函数的本地变量，它的外部仍然直接就是全局变量区。
支持闭包和高阶函数的 MUA 则不适用以上要求，应为：嵌套定义的函数访问变量时先访问本地，本地不存在则访问定义它函数的本地变量，然后再访问全局变量区。
*⬆️ 第三次提交做到这里 ⬆️*
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## 字表处理
* `readlist`：返回一个从标准输入读取的一行，构成一个表，行中每个以空格分隔的部分是list的一个元素，元素的类型为字
* 用`readlist`读入的只可能是单层的表
* `word `：将两个word合并为一个word，第二个值可以是word、number或bool
* `sentence `：将value1和value2合并成一个表，两个值的元素并列，value1的在value2的前面
* `list `：将两个值合并为一个表，如果值为表，则不打开这个表
* `join `：将value作为list的最后一个元素加入到list中（如果value是表，则整个value成为表的最后一个元素）
* `first `：返回word的第一个字符，或list的第一个元素
* `last `：返回word的最后一个字符，list的最后一个元素
* `butfirst `：返回除第一个元素外剩下的表，或除第一个字符外剩下的字
* `butlast `：返回除最后一个元素外剩下的表，或除最后一个字符外剩下的字
## 数值计算
* `random `：返回[0,number)的一个随机数
* `int `: floor the int
* `sqrt `：返回number的平方根
## 其他操作
* `save `：以源码形式保存当前命名空间在word文件中，返回文件名
* `load `：从word文件中装载内容，加入当前命名空间，返回true
* `erall`：清除当前命名空间的全部内容，返回true
* `poall`：返回当前命名空间的全部名字的list
## 既有名字
系统提供了一些常用的量，或可以由其他操作实现但是常用的操作，作为固有的名字。这些名字是可以被删除（erase）的。
* `pi`：3.14159