expand calc improvements
[lambda.git] / code / calculator / calc3.ml
diff --git a/code/calculator/calc3.ml b/code/calculator/calc3.ml
new file mode 100644 (file)
index 0000000..bcf15cd
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,82 @@
+(* calc2.ml, enhanced with Recursive Function Values *)
+
+       type term =
+                 Intconstant of int
+               | Multiplication of (term * term)
+               | Addition of (term * term)
+               | Variable of char
+               | Let of (char * term * term)
+               | Iszero of term
+               | If of (term * term * term)
+               | Makepair of (term * term)
+               | First of term
+               | Lambda of (char * term)
+               | Apply of (term * term)
+               | Letrec of (char * term * term)
+        ;;
+
+    type bound_value = Nonrecursive of expressed_value | Recursive_Closure of char * char * term * assignment
+       and assignment = (char * bound_value) list
+    and expressed_value = Int of int | Bool of bool | Pair of expressed_value * expressed_value | Closure of char * term * assignment;;
+
+       let rec eval (t : term) (g : assignment) = match t with
+         Intconstant x -> Int x
+       | Multiplication (t1, t2) ->
+               (* we don't handle cases where the subterms don't evaluate to Ints *)
+               let Int i1 = eval t1 g
+               in let Int i2 = eval t2 g
+               (* Multiplication (t1, t2) should evaluate to an Int *)
+               in Int (i1 * i2)
+       | Addition (t1, t2) ->
+               let Int i1 = eval t1 g
+               in let Int i2 = eval t2 g
+               in Int (i1 + i2)
+       | Variable (var) -> (
+               (* we don't handle cases where g doesn't bind var to any value *)
+               match List.assoc var g with
+          | Nonrecursive value -> value
+          | Recursive_Closure (self_var, arg_var, body, savedg) as rec_closure ->
+                         (* we update savedg to bind self_var to rec_closure here *)
+              let savedg' = (self_var, rec_closure) :: savedg
+              in Closure (arg_var, body, savedg')
+        )
+       | Let (var_to_bind, t2, t3) ->
+               (* evaluate t3 under a new assignment where var_to_bind has been bound to
+           the result of evaluating t2 under the current assignment *)
+               let value2 = eval t2 g
+               (* we have to wrap value2 in Nonrecursive *)
+               in let g' = (var_to_bind, Nonrecursive value2) :: g
+               in eval t3 g'
+       | Iszero (t1) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to an Int *)
+               let Int i1 = eval t1 g
+               (* Iszero t1 should evaluate to a Bool *)
+               in Bool (i1 = 0)
+       | If (t1, t2, t3) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to a boolean *)
+               let Bool b1 = eval t1 g
+               in if b1 then eval t2 g
+               else eval t3 g
+       | Makepair (t1, t2) ->
+               let value1 = eval t1 g
+               in let value2 = eval t2 g
+               in Pair (value1, value2)
+       | First (t1) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to a Pair *)
+               let Pair (value1, value2) = eval t1 g
+               in value1
+       | Lambda (arg_var, t2) -> Closure (arg_var, t2, g)
+       | Apply (t1, t2) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to a function value *)
+               let Closure (arg_var, body, savedg) = eval t1 g
+               in let value2 = eval t2 g
+               (* evaluate body under savedg, except with arg_var bound to Nonrecursive value2 *)
+               in let savedg' = (arg_var, Nonrecursive value2) :: savedg
+               in eval body savedg'
+       | Letrec (var_to_bind, t2, t3) ->
+               (* we don't handle cases where t2 doesn't evaluate to a function value *)
+               let Closure (arg_var, body, savedg) = eval t2 g
+        (* evaluate t3 under a new assignment where var_to_bind has been recursively bound to that function value *) 
+               in let g' = (var_to_bind, Recursive_Closure (var_to_bind, arg_var, body, savedg)) :: g
+               in eval t3 g'
+    ;;