王垠-40行代码 -cps.ss

;; A simple CPS transformer which does proper tail-call and does not 

;; duplicate contexts for if-expressions.

;;author : Yin Wang(yw21@cs.indiana.edu)

(load "pmatch.scm")


(define cps
　　(lambda (exp)
　　　　(letrec
　　　　　　([trivial? (lambda (x) (memq x '(zero? add1 sub1)))]
　　　　　　 [id (lambda (v) v)]
　　　　　　 [ctx0 (lambda (v) `(k ,v))] ; tail context
　　　　　　 [fv (let ([n -1])
　　　　　　　　(lambda ()
　　　　　　　　　　(set! n (+ 1 n))
　　　　　　　　　　(string->symbol (string-append "v" (number->string n)))))]
　　　　　　[cps1
　　　　　　　　(lambda (exp ctx)
　　　　　　　　(pmatch exp
　　　　　　　　　　[,x (guard (not (pair? x))) (ctx x)]
　　　　　　　　　　[(if ,test ,conseq ,alt)
　　　　　　　　　　 (cps1 test
　　　　　　　　　　　　(lambda (t)
　　　　　　　　　　　　　　(cond

　　　　　　　　　　　　　　　　[(memq ctx (list ctx0 id))

　　　　　　　　　　　　　　　　`(if ,t ,(cps1 conseq ctx) ,(cps1 alt ctx))]
　　　　　　　　　　　　　　　　[else
　　　　　　　　　　　　　　　　　　(let ([u (fv)])
　　　　　　　　　　　　　　　　　　`(let ([k (lambda (,u) ,(ctx u))])
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(if ,t ,(cps1 conseq ctx0) ,(cps1 alt ctx0))))])))]
　　　　　　[(lambda (,x) ,body)
　　　　　　　　(ctx `(lambda (,x k) ,(cps1 body ctx0)))]
　　　　　　[(,op ,a ,b)
　　　　　　　　(cps1 a (lambda (v1)
　　　　　　　　　　(cps1 b (lambda (v2)
　　　　　　　　　　　　　(ctx `(,op ,v1 ,v2))))))]
　　　　　　[(,rator ,rand)
　　　　　　 (cps1 rator
　　　　　　　　(lambda (r)
　　　　　　　　　　(cps1 rand
　　　　　　　　　　　　(lambda (d)
　　　　　　　　　　　　(cond
　　　　　　　　　　　　　　[(trivial? r) (ctx `(,r ,d))]
　　　　　　　　　　　　　　[(eq? ctx ctx0) `(,r ,d k)]     ; ;tail call
　　　　　　　　　　　　　　　　[else
　　　　　　　　　　　　　　　　　　(let ([u (fv)])
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　`(,r ,d (lambda (,u) ,(ctx u))))])))))]))])
　　　　　　(cps1 exp id))))

;;; tests

;; var
(cps 'x)
(cps '(lambda (x) x))
(cps '(lambda (x) (x 1)))


;; no lambda (will generate identity functions to return to the toplevel)
(cps '(if (f x) a b))
(cps '(if x (f a) b))


;; if stand-alone (tail)
(cps '(lambda (x) (if (f x) a b)))


;; if inside if-test (non-tail)
(cps '(lambda (x) (if (if x (f a) b) c d)))


;; both branches are trivial, should do some more optimizations
(cps '(lambda (x) (if (if x (zero? a) b) c d)))


;; if inside if-branch (tail)
(cps '(lambda (x) (if t (if x (f a) b) c)))


;; if inside if-branch, but again inside another if-test (non-tail)
(cps '(lambda (x) (if (if t (if x (f a) b) c) e w)))


;; if as operand (non-tail)
(cps '(lambda (x) (h (if x (f a) b))))


;; if as operator (non-tail)
(cps '(lambda (x) ((if x (f g) h) c)))


;; why we need more than two names
(cps '(((f a) (g b)) ((f c) (g d))))



;; factorial
(define fact-cps
(cps
'(lambda (n)
((lambda (fact)
((fact fact) n))
(lambda (fact)
(lambda (n)
(if (zero? n)
1
(* n ((fact fact) (sub1 n))))))))))

;; print out CPSed function
(pretty-print fact-cps)
;; =>
;; '(lambda (n k)
;; ((lambda (fact k) (fact fact (lambda (v0) (v0 n k))))
;; (lambda (fact k)
;; (k
;; (lambda (n k)
;; (if (zero? n)
;; (k 1)
;; (fact
;; fact
;; (lambda (v1) (v1 (sub1 n) (lambda (v2) (k (* n v2))))))))))
;; k))


((eval fact-cps) 5 (lambda (v) v))
;; => 120