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PietでLISP処理系を書くのは難しい
- 2. この発表者について 長嶺英朗(Hideaki Nagamine) Twitter: @hnagamin 京大マイコンクラブ所属 Piet歴 4ヶ月くらい Scheme歴 2年くらい
- 3. YAPC
- 4. YAPC =Piet
- 6. 今日の目標 • Pietについて知ってもらう • とにかくPietが楽しいってことを知ってもらう • 今日の夜Pietしたくなるように仕向ける • ここにいる全員をKMCに入れてuidを使い切る
- 7. 目次 1. Pietについてなんとなく分かる 2. 簡単なプログラムの実装 3. PietでLISP処理系を作る
- 9. Pietを知っていた方
- 10. Piet書いたことがある方
- 11. Pietを業務で使っている方
- 12. LISPを業務で使っている方
- 13. Piet • David Morgan-Marが考案した 難解プログラミング言語 • スタック指向
- 14. Piet • David Morgan-Marが考案した 難解プログラミング言語 • スタック指向 • 画像がソースコード
- 15. 画像がソースコード
- 16. 画像がソースコード
- 17. 画像がソースコード
- 18. 言語仕様
- 20. 命令 • 命令はブロック間の色の差で表される – 6*3-1 = 17 * ADD DIV GREATER DUP IN(C) PUSH SUB MOD POINTER ROLL OUT(N) POP MUL NOT SWITCH IN(N) OUT(C)
- 21. 命令(入出力) • in(number), in(character) – 標準入力からread • out(number), out(character) – 標準出力へwrite とにかく便利
- 22. 命令(演算) • add, subtract, multi, divide – 四則演算。2個popして計算結果をpush • greater – 2個popして(x<y?1:0)をpush • not – 1個pop(xとする)して(x==0?1:0)をpush
- 23. Direction PointerとCodel Chooser • Pietのプログラムは点がソースコード上を 縦横無尽に駆け回ることで実行される • この駆け回り方を決めるのがDPとCC – 点はDirection Pointerの方向に向かって最も Codel Chooserの向きに位置している点に移 動する
- 69. はい
- 70. 環境
- 74. Pidet • KMC現代表のID:damaが作った開発環境 • とにかく便利、細かい親切がいっぱいあって とにかく便利 • 非公開なので、入手したい方はKMCに入会 してください
- 75. はい
- 77. Piet::Interpreter • Piet処理系のPerl実装 • コマンドラインから使える • in(number)が整数を読み込んでない…?
- 78. 2.簡単なプログラムの実装
- 79. CGIアプリケーション
- 80. CGIアプリケーション
- 82. 逆ポーランド電卓
- 83. 逆ポーランド電卓 • “1 2 +”を入力したら3を出力するようなやつ • IN(C) で1文字ずつ見て、数字だったらスタック に積み、演算子だったらスタックから2つ取り 計算結果を積む処理をひたすら繰り返す
- 84. 逆ポーランド電卓
- 86. この章で作るLISP • λ式と整数を扱う – リストとかは頑張ってエンコードしてください • マクロなし • defineなし – 頑張ってλ式使ってください
- 87. 文法のイメージ <プログラム> := <S式> “¥n” <S式> := <要素> | “(“ <S式>+ ”)” <要素> := <整数> | <λ式> | <演算子> <λ式> := “<“ <変数> <S式> “>” <整数> := [0-9]+ <変数> := [^+-*/()<>0-9¥n] <演算子> := “+” | “-” | “*” | “/”
- 88. プログラム例 • 100 • <x x> • (+ 20 (* 20 30)) • ((<f <x (f (f x))>> <x (+ x x)>) 10)
- 89. 戦略 • 最も左側の適用から処理していく – 閉じ括弧を見つけるたびに、対応する開き括弧の 次の要素を見てその値に応じて分岐する – <なら関数適用、[+-*/]なら整数の計算
- 90. スタックの扱い • 仮想的に2つのスタックを使う – 文字列用と環境用 • スタック上には整数しか保存できないので、 下位2ビットを使って頑張る • 下位ビットを使うとmodが使えて便利 00: 整数 01: 文字 10: 制御用の値 11: 変数名
- 91. 環境 • |<変数名> <値> 形式で変数-値ペアを保存 • 適用を見つけるたびに環境に突っ込む • 入力文字列に!を適当に挿入し、!を再び読み 取ったとき環境のトップにあるペアをpopする – 例: ((<x (+ x 2)> )
- 92. 関数 • 入力文字列をそのまま 保存 • 適用されるたびに: – 本体を取り出して置換 – 環境にペアを保存 (<x (+ x x)> 42) ¥ (+ x x) ¥|x 42
- 93. 変数評価 • 環境をrollしながら変数を探す • この時、もっとも上に積まれている変数を選ぶ • 面倒なので変数がないときは無限ループ – 当然の報い – ¥に到達したらエラーにするみたいな処理は可能
- 94. 大丈夫その設計? • Funarg問題を抱えていてとにかく厳しい • λ式を環境に突っ込むときに内部の変数を ちゃんと展開すればできる…? – 良い方法が思いつきません – つよい人のアドバイスをお待ちしております
- 95. ツール
- 99. 充実した命令セット • PUSH/POP/DUP/ROLL • ADD/SUB/MUL/DIV/MOD/NOT/GREATER • INN/INC/OUTN/OUTC • HALT/LABEL/JMP/JEZ
- 100. 充実した命令セット • PUSH/POP/DUP/ROLL • ADD/SUB/MUL/DIV/MOD/NOT/GREATER • INN/INC/OUTN/OUTC • HALT/LABEL/JMP/JEZ
- 102. 充実した命令セット LABEL <name> JMP <name> JMP <name>するとLABEL <name>に飛ぶ • goto的な
- 103. 充実の命令セット JEZ <name> (=JMP Equal Zero)スタックの先頭要素を取り、 それが0ならLABEL <name>に飛ぶ
- 104. primenumber/pasxx
- 105. primenumber/pasxx • PASにコンパイルされる言語 – AltPAS的な立ち位置 • 仮想的に複数のスタックを扱える
- 106. 複数のスタックを扱える [[10,20,30,40], [50,60]] [10, 20, 30, 40, 4, 50, 60, 2, 8]
- 107. さらに充実した命令セット • PUSH/POP/DUP/ROLL • ADD/SUB/MUL/DIV/MOD/NOT/GREATER • INN/INC/OUTN/OUTC • HALT/LABEL/JMP/JEZ • TOGGLE/NEW
- 108. さらに充実した命令セット • PUSH/POP/DUP/ROLL • ADD/SUB/MUL/DIV/MOD/NOT/GREATER • INN/INC/OUTN/OUTC • HALT/LABEL/JMP/JEZ • TOGGLE/NEW
- 113. …で、実装できたの? • とにかくバグりまくってる • 環境を片付ける用の”!”を適当につけまくった せいで変数が消失しまくっている – ((<f <x (f (f x))> <x (+ x x)>) 10)の 外側のfを評価しようとしたときにはfの束縛が消 えている
- 114. とにかく厳しい
- 115. とにかく厳しい
- 116. とにかく厳しい
- 118. 現況 • 次の文字列をちゃんと計算できる – (* (+ 1 2) (- 13 3)) – (<x (+ x x)> 100) • λ式がネストすると変数と環境周りでいっぱい 問題が起こる
- 119. 今後の展望
- 120. 今後の展望 • 環境をちゃんと扱えるようにする • piet-automataやpasxxの発展 – より少ない面積のソースコードを生成したい – マクロがほしい – 関数がほしい – とにかく抽象化の仕組みがほしい