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我在语言设计上有点偏爱,目前正在玩自己的业余语言。 (http://rogeralsing.com/2010/04/14/playing-with-plastic/)
真正让我流血的一件事是“发电机”和“收益”关键字。
我知道C#使用AST转换将枚举器方法转换为状态机。
但是它如何在其他语言中工作?
有什么方法可以在不进行AST转换的语言中获得生成器支持?
例如是否像Python或Ruby这样的语言依靠AST转换来解决此问题?
(问题是如何在幕后用不同的语言实现生成器,而不是如何用其中一种语言编写生成器)
最佳答案
生成器基本上是半协程,具有一些令人讨厌的限制。因此,显然,您可以使用半协程(当然还有完整协程)来实现它们。
如果没有协程,则可以使用任何其他通用控制流构造。有许多控制流结构是“通用的”,因为每个控制流结构(包括所有其他通用控制流结构)(包括协程)都可以(或多或少)琐碎地转换成仅通用的构造。
其中最著名的可能是GOTO
。仅使用GOTO
,您就可以构建任何其他控制流构造:IF-THEN-ELSE
,WHILE
,FOR
,REPEAT-UNTIL
,FOREACH
,异常,线程,子例程调用,方法调用,函数调用等,当然还有协程和生成器。
几乎所有的CPU都支持GOTO
(尽管在CPU中通常将其称为jmp
)。实际上,在许多CPU中,GOTO
是唯一的控制流构造,尽管今天通常至少本地支持子例程调用(call
)以及某些原始形式的异常处理和/或并发原语(compare-and-swap)。内置的。
另一个众所周知的控制流原语是延续。基本上,延续是GOTO
的结构化更好,更易于管理且不那么邪恶的变体,在功能语言中尤其流行。但是,也有一些低级语言将控制流基于连续性,例如Parrot虚拟机将连续性用于控制流,我相信某些研究实验室甚至在某个地方甚至有一些基于连续性的CPU。
C具有某种“cr脚”形式的延续(setjmp
和longjmp
),其功能远不如“真实”延续那么强大,并且不易使用,但是它们足够强大,可以实现生成器(实际上,可以用于实现完整的延续)。
在Unix平台上,setcontext
可以用作setjmp
/ longjmp
的更强大,更高级的替代方法。
另一个众所周知的控制流程构造是例外,但它可能不会引起人们的注意,因为底层的基础构造其他控制流程构造除外。有一篇论文表明,异常可能比延续更强大,因此使异常在本质上等效于GOTO
,因此具有普遍的功能。而且,实际上,有时将异常用作通用的控制流构造:Microsoft Volta项目将.NET字节码编译为JavaScript,并使用JavaScript异常来实现.NET线程和生成器。
这不是通用的,但可能足够强大以实现生成器,只是普通的尾部调用优化。 (不过,我可能是错的。不幸的是,我没有证据。)我认为您可以将生成器转换为一组相互尾部递归的函数。我知道状态机可以使用尾部调用来实现,因此我很确定生成器也可以,因为毕竟C#将生成器实现为状态机。 (我认为这与惰性评估特别有效。)
最后但并非最不重要的一点是,在具有标准化调用堆栈的语言中(例如,像大多数Smalltalks一样),您可以构建几乎所需的任何类型的控制流构造。 (实际上,标准化的调用堆栈基本上是过程上的低端等效于功能上的高层延续。)
那么,生成器的其他实现是什么样的?
Lua本身没有生成器,但是具有完整的不对称协程。主要的C实现使用setjmp
/ longjmp
来实现它们。
Ruby本身也没有生成器,但是它具有Enumerator
,可以用作生成器。 Enumerator
不是语言的一部分,它们是一种库功能。 MRI使用延续来实现Enumerator
,而延续则通过setjmp
/ longjmp
来实现。 YARV使用Enumerator
(这是Ruby拼写“协程”的方式)实现Fiber
,而这些使用setjmp
/ longjmp
实现。我相信JRuby当前使用线程来实现Enumerator
,但是他们希望在JVM获得更好的控制流构造后立即切换到更好的状态。
Python的生成器实际上或多或少是成熟的协程。 CPython使用setjmp
/ longjmp
实现它们。
关于dsl - 以自定义语言实现“生成器”支持,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/2644592/
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