Animach / 灵机
版本 0.1.0
Animach是一款Scheme语言实现，能够将Scheme编译为中间语言代码，并且在虚拟机上执行中间语言代码。Animach基于Node.js开发，你可以使用JavaScript或者TypeScript编写“本地函数库”，以扩展Animach的功能。
使用方法
依赖项：
- Node.js v10+
执行以下命令，以启动Animach。
node ./source/animach.js [Options] [Path]
启动选项：
repl或留空：REPL（交互式解释器）run [Path]：执行[Path]处的Scheme源代码。test：执行测试用例。debug：启动调试服务器。
系统架构
特性
Scheme语言特性
- 支持Scheme核心子集，包括作为值的函数、词法作用域和列表操作。
- 支持一等续延（continuation）和
call/cc。 - 暂不支持卫生宏和模式匹配。
- 支持模块化开发，可检测并管理模块间依赖关系。
运行时系统
- Scheme代码将被编译为中间语言代码，在基于栈的虚拟机上运行。
- 基于标记-清除算法的垃圾回收。
- 支持虚拟机层次上的多进程。支持“端口”机制以实现进程间通信。
标准库和可扩展性
- 通过模块机制，提供基本的函数库，称为标准库。
- 提供类似于JNI的本地接口机制，可以使用TypeScript/JavaScript编写供Scheme代码调用的Native库，实现Animach与宿主环境（Node.js）的互操作，例如文件读写、网络收发等。
- 并不打算完全严格遵守R5RS标准，将按个人需要实现若干标准库函数。
计划实现的特性和功能
| Features | Priority | Status |
|---|---|---|
| 可视化调试工具 | ★★★ | 开发中 |
| 卫生宏和模式匹配 | ★★★ | 研究中 |
| 字符串模板和正则表达式 | ★★★ | 开发中 |
| 完善设计文档和用户手册 | ★★☆ | 开发中 |
| 数值类型塔（数学库） | ★★☆ | 计划中 |
| Canvas/SVG图形库 | ★★☆ | 计划中 |
| RnRS尽量兼容 | ★☆☆ | 研究中 |
| 持续集成和自动化测试 | ★☆☆ | 计划中 |
| 较高级的编译优化 | ★☆☆ | 计划中 |
| 用C语言重构VM | ★☆☆ | 开发中 |
| 自动CPST&自动柯里化 | ★☆☆ | 计划中 |
| 类型系统 | ★☆☆ | 计划中 |
开发目标
- 通过持续改进，打造成一套个人自用的脚本工具。
- 学习研究目的。
示例
词法作用域
(define free 100)
(define foo
(lambda () free))
(define bar
(lambda (free)
(foo)))
(display (bar 200))
;; 输出100，而不是200函数作为一等公民
(define eval
(lambda (f a b)
(f a b)))
(display (eval * 30 40)) ; 1200
(display (eval (lambda (x y) (/ (+ x y) 2)) 30 40)) ; 35列表操作
(define hello '(hello aurora scheme))
(define iterate
(lambda (lst)
(if (null? lst)
#f
{
(display (car lst))
(iterate (cdr lst))
})))
(iterate hello) ; hello aurora scheme续延和call/cc
;; Yin-yang puzzle
;; see https://en.wikipedia.org/wiki/Call-with-current-continuation
(((lambda (x) (begin (display "@") x)) (call/cc (lambda (k) k)))
((lambda (x) (begin (display "*") x)) (call/cc (lambda (k) k))))
; @*@**@***@**** ...更多测试用例，请参考/testcase。
形式语法（BNF表示）
<SourceCode> ::= (lambda () <TERM>*) CRLF
<Term> ::= <SList> | <Lambda> | <Quote> | <Unquote> | <Quasiquote> | <Symbol>
<SList> ::= ( <SListSeq> )
<SListSeq> ::= <Term> <SListSeq> | ε
<Lambda> ::= ( lambda <ArgList> <Body> )
<ArgList> ::= ( <ArgListSeq> )
<ArgListSeq> ::= <ArgSymbol> <ArgListSeq> | ε
<ArgSymbol> ::= <Symbol>
<Body> ::= <BodyTerm> <Body_>
<Body_> ::= <BodyTerm> <Body_> | ε
<BodyTerm> ::= <Term>
<Quote> ::= ' <QuoteTerm> | ( quote <QuoteTerm> )
<Unquote> ::= , <UnquoteTerm> | ( unquote <QuoteTerm> )
<Quasiquote> ::= ` <QuasiquoteTerm> | ( quasiquote <QuoteTerm> )
<QuoteTerm> ::= <Term>
<UnquoteTerm> ::= <Term>
<QuasiquoteTerm> ::= <Term>
<Symbol> ::= SYMBOL
关于名称
Animach，是自创的合成词，由拉丁语词汇Anima“灵魂”和Machina“机器”缩合而成，寓意“有灵魂的机器”。汉语名称为“灵机”，从“灵机一动”而来，也暗示本系统与图灵机的计算能力等价。
权利声明 / Licence
版权所有 © 2019~2022 BD4SUR，保留所有权利。
采用MIT协议授权。
本系统为个人以学习和自用目的所创作的作品。作者不对此系统的质量作任何承诺，不保证提供任何形式的解释、维护或支持，也不为任何人使用此系统所造成的任何正面的或负面的后果负责。