Scheme解释程序的实现

Scheme解释程序的实现

摘  要

Scheme是一种函数式编程语言，是第一个完全支持词法作用域、第一级过程以及继续的LISP方言。它语法简洁但功能强大，而且非常优雅，具有数学的美感，同时蕴含着丰富的数学理论和程序设计技术。Scheme具有极高的开发效率，并且相当容易学习，它能使学习它的人从一开始就将注意力放到编程思想上，而不是停滞在学习繁琐的语法上。

在Scheme解释程序的设计中，充分采用了模块化的设计思想，首先将解释程序的整体结构与Scheme的核心内容理清，然后再设计解释程序的整体架构，并定义好各模块的结构和相关模块之间的接口，之后再逐模块地进行具体的代码实现工作。

整个解释器的核心是一个虚拟的寄存器机器，及其支持的一套基本指令集。该寄存器机器还要基于向量模型来管理内存，并实现垃圾回收机制。Scheme的源代码将被词法分析器解析成内部表结构来表示，再传入操作的解释模块中，转化为仅由基本指令组成的执行过程，在寄存器机器中执行。

关键词：解释程序；Scheme；垃圾回收；虚拟的寄存器机器

Abstract

...

Key words: Interpreter; Scheme; Garbage Collection; Virtual Register Machine

目  录

论文总页数：24页

1 引言 1

1.1 课题背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 研究方法 1

2 Scheme语言 2

2.1 发展历史与现状 2

2.2 Scheme语言介绍 2

2.3 Scheme的特点 3

3 相关理论基础 3

4 解释程序的整体结构 3

4.1 词法分析器 4

4.2 类型系统 4

4.3 循环求值器 4

4.4 虚拟的寄存器机器 5

4.5 内存管理与垃圾回收 5

5 解释程序的实现 6

5.1 类型系统 6

5.2 词法分析 7

5.3 表达式求值的环境模型 7

5.3.1 环境模型 7

5.3.2 环境操作 9

5.3.3过程应用的环境模型 9

5.3.4 环境模型的实现 10

5.4 尾递归 11

5.5 虚拟的寄存器机器 13

5.5.1 寄存器 14

5.5.2 存储模型 15

5.5.3 基本表操作的实现 16

5.5.4 停止并复制垃圾回收算法 17

5.5.5 虚拟的寄存器机器的实现 18

5.6 表达式求值过程 18

6 测试结果 19

6.1 测试尾递归 19

6.2 测试正确性与效率 20

结    论 21

参考文献 22

致    谢 23

声    明 24