如何使语言谐音

根据本文，以下Lisp代码行将“ Hello world”打印到标准输出。

(format t "hello, world")

Lisp是一种谐音语言，可以通过以下方式将代码视为数据：

现在假设我们编写了以下宏：

(defmacro backwards (expr) (reverse expr))

向后是宏的名称，该宏采用一个表达式（表示为列表）并将其反转。再次使用宏，这是“您好，世界”：

(backwards ("hello, world" t format))

当Lisp编译器看到该行代码时，它将查看列表（backwards）中的第一个原子，并注意到它为宏命名。它将未评估的列表传递("hello, world" t format)给宏，该宏将列表重新排列为(format t "hello, world")。结果列表将替换宏表达式，并且将在运行时对其进行评估。Lisp环境将看到它的第一个原子（format）是一个函数，并对其进行评估，并将其余的参数传递给它。

在Lisp中，完成此任务很容易（如果我错了，请纠正我），因为代码是作为列表实现的（s-expressions？）。

现在看看这个OCaml（不是谐音语言）片段：

let print () =
    let message = "Hello world" in
    print_endline message
;;

想象一下，您想向OCaml添加谐音，与Lisp相比，它使用的语法要复杂得多。你会怎么做？语言是否必须具有特别简单的语法才能实现谐音？

编辑：从该主题中，我找到了另一种实现同音的方法，该方法不同于Lisp的方法：用io语言实现的方法。它可能会部分回答这个问题。

在这里，让我们从一个简单的块开始：

Io> plus := block(a, b, a + b)
==> method(a, b, 
        a + b
    )
Io> plus call(2, 3)
==> 5

好的，所以该块起作用了。加号块将两个数字相加。

现在让我们对这个小家伙做一些自省。

Io> plus argumentNames
==> list("a", "b")
Io> plus code
==> block(a, b, a +(b))
Io> plus message name
==> a
Io> plus message next
==> +(b)
Io> plus message next name
==> +

热圣冷模具。您不仅可以获取块参数的名称。而且，您不仅可以获得字符串的完整源代码字符串。您可以潜入代码并遍历其中的消息。最令人惊奇的是：它非常简单自然。忠于艾欧的追求。Ruby的镜子看不到任何东西。

但是，哇，嘿，现在，不要碰那个拨盘。

Io> plus message next setName("-")
==> -(b)
Io> plus
==> method(a, b, 
        a - b
    )
Io> plus call(2, 3)
==> -1

您可以将任何语言设为谐音。本质上，您是通过“镜像”语言来完成此操作的（对于任何语言构造函数，您都可以将该构造函数的对应表示形式添加为数据，请考虑使用AST）。您还需要添加一些其他操作，例如引用和取消引用。差不多。

Lisp早就因为它的语法简单而闻名，但是塔哈（W. Taha）的MetaML语言家族表明，对任何一种语言都可以做到。

建模齐次生成元编程概述了整个过程。这里是对相同材料的更轻量的介绍。

Ocaml编译器是用Ocaml本身编写的，因此，肯定有一种在Ocaml中操纵Ocaml AST的方法。

可能有人想象向ocaml_syntax语言添加一个内置类型，并拥有一个defmacro内置函数，该函数接受类型的输入，例如

f : ocaml_syntax -> ocaml_syntax

现在是什么类型的defmacro？好吧，这实际上取决于输入，因为即使f是身份函数，结果代码的类型也取决于所传递的语法。

Lisp不会出现此问题，因为该语言是动态类型化的，并且在编译时无需将任何类型归因于宏本身。一种解决方案是

defmacro : (ocaml_syntax -> ocaml_syntax) -> 'a

这将允许在任何上下文中使用该宏。但这当然是不安全的，它将允许使用a bool代替a string，从而在运行时使程序崩溃。

静态类型语言中唯一有原则的解决方案是具有依赖类型，其中的结果类型defmacro将依赖于输入。不过，此时的情况变得相当复杂，我首先要向您介绍David Raymond Christiansen 的精彩论文。

总而言之：具有复杂语法不是问题，因为有很多方法可以在语言内部表示语法，并且可能使用元编程（如quote操作）将“简单”语法嵌入到内部ocaml_syntax。

问题在于使它具有良好的类型，特别是具有不允许类型错误的运行时宏机制。

当然可以使用Ocaml之类的语言为宏提供编译时机制，例如，参见MetaOcaml。

也可能有用：Jane Street在Ocaml中进行元编程

例如，考虑F＃（基于OCaml）。F＃并非完全谐音，但在某些情况下支持将函数代码作为AST获得。

在F＃中，您print将被表示为Expr打印为：

Let (message, Value ("Hello world"), Call (None, print_endline, [message]))

为了更好地突出显示结构，这是创建相同方法的另一种方法Expr：

let messageVar = Var("message", typeof<string>)
let expr = Expr.Let(messageVar,
                    Expr.Value("Hello world"),
                    Expr.Call(print_endline_method, [Expr.Var(messageVar)]))