4.1.8 · 프로그램으로서의 데이터

프로그램은 만들고 바꾸고 살펴본 뒤 평가할 수 있다.

보통 리스트 연산으로 식 트리를 만들고 기호 프로그램의 이름 하나를 전문화한 뒤 나열된 산술 폼의 평가기로 결과 데이터를 실행합니다.

생각해 볼 질문

평가기가 보통 프로시저도 만들고 바꿀 수 있는 같은 리스트 구조를 받아들이면 무엇이 가능해질까요?

lambda 적용을 보통 기호 리스트 데이터로 구성하기
실행 전에 생성된 연산자·매개변수·본문 구조 살펴보기
명시적인 환경에서 생성한 프로시저 데이터 평가하기
산술 식의 한 기호가 나타나는 곳을 모두 바꾸기
프로그램 변환과 나중 실행하는 평가기 분리하기

make-linear-program은 리스트 ((lambda (x) (+ (* 3 x) 2)) 5)를 반환합니다. 평가하기 전에 보통 car와 cadr와 리스트 선택자로 구조를 살펴보거나 바꿀 수 있습니다. tiny-eval은 같은 데이터를 해석합니다. lambda는 표현된 compound procedure를 만들고 적용은 저장된 환경에 x = 5를 연결합니다.

두 번째 프로그램은 이차식을 데이터로 다루고 기호 x를 재귀적으로 3으로 바꿉니다. 변환 자체는 산술을 수행하지 않습니다. arithmetic-eval이 나중에 +와 *를 해석하여 16을 만듭니다. 이 유한 평가기는 나열된 산술 폼을 처리하며 생산자와 변환기와 평가기 사이의 명시적 표현 연결을 보여 줍니다.

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(begin
  (define (make-linear-program slope intercept input)
    (list
      (list 'lambda
            '(x)
            (list '+
                  (list '* slope 'x)
                  intercept))
      input))
  (define (lookup name environment)
    (let ((record (assoc name environment)))
      (if record (cdr record) 'unbound)))
  (define (extend parameters arguments environment)
    (if (null? parameters)
        environment
        (cons (cons (car parameters) (car arguments))
              (extend (cdr parameters)
                      (cdr arguments)
                      environment))))
  (define (make-procedure parameters body environment)
    (list 'compound parameters body environment))
  (define (tiny-eval expression environment)
    (cond ((number? expression) expression)
          ((symbol? expression) (lookup expression environment))
          ((and (pair? expression)
                (eq? (car expression) 'lambda))
           (make-procedure
             (cadr expression)
             (caddr expression)
             environment))
          ((pair? expression)
           (let* ((procedure (tiny-eval (car expression) environment))
                  (arguments
                    (map (lambda (operand)
                           (tiny-eval operand environment))
                         (cdr expression))))
             (cond ((procedure? procedure)
                    (apply procedure arguments))
                   ((eq? (car procedure) 'compound)
                    (tiny-eval
                      (caddr procedure)
                      (extend (cadr procedure)
                              arguments
                              (cadddr procedure))))
                   (else 'not-a-procedure))))
          (else 'unknown-expression)))
  (define primitive-environment
    (list (cons '+ +) (cons '* *)))
  (define program (make-linear-program 3 2 5))
  (list program
        (car (car program))
        (cadr (car program))
        (tiny-eval program primitive-environment)))

(begin
  (define (make-linear-program slope intercept input)
    (list
      (list 'lambda
            '(x)
            (list '+
                  (list '* slope 'x)
                  intercept))
      input))
  (define (lookup name environment)
    (let ((record (assoc name environment)))
      (if record (cdr record) 'unbound)))
  (define (extend parameters arguments environment)
    (if (null? parameters)
        environment
        (cons (cons (car parameters) (car arguments))
              (extend (cdr parameters)
                      (cdr arguments)
                      environment))))
  (define (make-procedure parameters body environment)
    (list 'compound parameters body environment))
  (define (tiny-eval expression environment)
    (cond ((number? expression) expression)
          ((symbol? expression) (lookup expression environment))
          ((and (pair? expression)
                (eq? (car expression) 'lambda))
           (make-procedure
             (cadr expression)
             (caddr expression)
             environment))
          ((pair? expression)
           (let* ((procedure (tiny-eval (car expression) environment))
                  (arguments
                    (map (lambda (operand)
                           (tiny-eval operand environment))
                         (cdr expression))))
             (cond ((procedure? procedure)
                    (apply procedure arguments))
                   ((eq? (car procedure) 'compound)
                    (tiny-eval
                      (caddr procedure)
                      (extend (cadr procedure)
                              arguments
                              (cadddr procedure))))
                   (else 'not-a-procedure))))
          (else 'unknown-expression)))
  (define primitive-environment
    (list (cons '+ +) (cons '* *)))
  (define program (make-linear-program 3 2 5))
  (list program
        (car (car program))
        (cadr (car program))
        (tiny-eval program primitive-environment)))

예제

결과—

출력: —
값: —
진단: —

실행 추적0 / 0 개 이벤트

예상 결과

생성 프로그램은 (((lambda (x) (+ (* 3 x) 2)) 5) lambda (x) 17)을 반환합니다. 전문화 프로그램은 ((+ (+ (* x x) (* 2 x)) 1) (+ (+ (* 3 3) (* 2 3)) 1) 16)을 반환합니다.

실행 추적에서 볼 점

리스트 생성과 기호 교체를 나중 평가와 분리하세요. tiny-eval에서는 생성한 lambda가 compound 레코드가 되고 생성한 적용이 환경 하나를 확장하는 과정을 따라가세요. arithmetic-eval 중에는 기호 교체가 일어나지 않는지 확인하세요.

직접 해보기

프로그램을 수정하고 결과를 비교해 보세요.

두 매개변수를 가진 affine 프로그램 (+ (* slope x) (* offset y))을 생성하고 매개변수 목록을 살펴본 뒤 평가하세요. 그 다음 생성한 본문에서 x만 전문화하고 y는 기호로 남기세요.

힌트 보기

프로그램 생성은 데이터만 반환해야 합니다. 환경 확장은 매개변수와 인자를 순서대로 짝짓고 전문화는 평가 전에 replace-symbol을 재사용할 수 있습니다.

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