可编程重写策略在解释器设计中的应用：基于重写规则的编程语言扩展

"这篇论文探讨了如何利用重写策略来设计和扩展基于重写规则的编程语言解释器。作者Eelco Dolstra和Eelco Visser来自乌得勒支大学信息与计算科学研究所，他们提出了一种方法，通过可编程的重写策略实现编程语言的解释器，使得简化规则成为第一类实体，可以在不同策略中复用，包括在优化器等程序变换中。这种方法强调了在λ演算基础上的解释器设计，涵盖了隐式和显式替代、规范化、急切评估、惰性评估以及带有更新的惰性模式匹配和选择。论文还讨论了如何轻松扩展这些解释器，以支持不同的语言结构和评估策略。" 在编程语言设计和验证的过程中，原型解释器扮演着关键角色，尤其对于实验性的语言设计。有两种主要的方法来构建原型解释器：指称方法和操作方法。指称方法通常将程序表达式转化为其计算值，如动作语义、LPS（逻辑程序设计系统）和蒙太奇系统。这些方法在构建编译器时非常有用，但不适用于源代码级别的语法操作。 相反，操作方法直接对程序表达式进行转换来得到其值，这种直接操作语言抽象语法结构的方式不仅用于解释器构建，也适用于优化器、重构引擎和软件更新工具。论文中的重点是操作语义中的自然语义风格，它允许表达式和它们的值直接关联，并通过重写规则进行求值。 论文详细阐述了如何使用重写策略实现解释器，这些策略可以是隐式的（同时处理多个子表达式）或显式的（按顺序处理）。规范化的策略确保表达式达到标准形式，急切（严格）评估策略在计算过程中立即求值所有表达式，而惰性评估策略则延迟计算直到真正需要。此外，更新的惰性模式匹配和选择策略则增强了这种灵活性，使得解释器能够适应更广泛的编程范式。 通过这种方式，基于重写策略的解释器能够灵活地支持多种语言特性和评估策略，从而为编程语言设计提供了一个强大的实验平台。这种设计方法的创新之处在于，它允许开发人员在不改变语言基础结构的情况下，通过改变求值策略来探索新的语言特性，或者对已有语言进行优化和改进。 总结来说，这篇论文提供的是一种利用重写规则和策略来设计高效且可扩展的编程语言解释器的方法。这种方法具有很高的灵活性和复用性，对于研究和开发新的编程语言以及相关的程序转换工具有着重要的价值。通过将重写规则作为第一类实体，开发者可以更加便捷地试验不同的求值策略，从而推动编程语言理论和技术的进步。