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[lambda.git] / code / calculator / calc7.ml
diff --git a/code/calculator/calc7.ml b/code/calculator/calc7.ml
new file mode 100644 (file)
index 0000000..df67512
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,124 @@
+(* calc6.ml, enhanced with Aliases and Passing by Reference *)
+
+       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)
+               | Change of (char * term * term)
+               | Alias of (char * char * term)
+               | Applyalias of (term * char)
+        ;;
+
+       type index = int;;
+
+    type bound_value = index;;
+    type assignment = (char * bound_value) list;;
+       type expressed_value = Int of int | Bool of bool | Pair of expressed_value * expressed_value | Closure of char * term * assignment;;
+
+       type store = expressed_value list;;
+
+       let rec eval (t : term) (g : assignment) (s : store) = match t with
+         Intconstant x -> (Int x, s)
+       | Multiplication (t1, t2) ->
+               (* we don't handle cases where the subterms don't evaluate to Ints *)
+               let (Int i1, s') = eval t1 g s
+               in let (Int i2, s'') = eval t2 g s'
+               (* Multiplication (t1, t2) should evaluate to an Int *)
+               in (Int (i1 * i2), s'')
+       | Addition (t1, t2) ->
+               let (Int i1, s') = eval t1 g s
+               in let (Int i2, s'') = eval t2 g s'
+               in (Int (i1 + i2), s'')
+       | Variable (var) ->
+               (* we don't handle cases where g doesn't bind var to any value *)
+        let index = List.assoc var g
+        (* get value stored at location index in s *)
+        in let value = List.nth s index
+        in (value, s)
+       | Let (var_to_bind, t2, t3) ->
+               let (value2, s') = eval t2 g s
+               (* note that s' may be different from s, if t2 itself contained any mutation operations *)
+        (* get next free index in s' *)
+               in let new_index = List.length s'
+               (* now we want to insert value2 there; the following is an easy but inefficient way to do it *)
+               in let s'' = List.append s' [value2]
+        (* bind var_to_bind to location new_index in the store *)
+        in let g' = ((var_to_bind, new_index) :: g)
+        in eval t3 g' s''
+       | Iszero (t1) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to an Int *)
+               let (Int i1, s') = eval t1 g s
+               (* Iszero t1 should evaluate to a Bool *)
+               in (Bool (i1 = 0), s')
+       | If (t1, t2, t3) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to a boolean *)
+               let (Bool b1, s') = eval t1 g s
+        (* note we thread s' through only one of the then/else clauses *)
+               in if b1 then eval t2 g s'
+               else eval t3 g s'
+       | Makepair (t1, t2) ->
+               let (value1, s') = eval t1 g s
+               in let (value2, s'') = eval t2 g s'
+               in (Pair (value1, value2), s'')
+       | First (t1) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to a Pair *)
+               let (Pair (value1, value2), s') = eval t1 g s
+               in (value1, s')
+       | Lambda (arg_var, t2) -> (Closure (arg_var, t2, g), s)
+       | Apply (t1, t2) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to a function value *)
+               let (Closure (arg_var, body, savedg), s') = eval t1 g s
+               in let (value2, s'') = eval t2 g s'
+               (* evaluate body under savedg, except with arg_var bound to a new location containing value2 *)
+        in let new_index = List.length s''
+        in let s''' = List.append s'' [value2]
+               in let savedg' = (arg_var, new_index) :: savedg
+               in eval body savedg' s'''
+       | 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), s') = eval t2 g s
+        in let new_index = List.length s'
+        in let savedg' = (var_to_bind, new_index) :: savedg
+        in let new_closure = Closure (arg_var, body, savedg')
+        in let s'' = List.append s' [new_closure]
+        in let g' = (var_to_bind, new_index) :: g
+        in eval t3 g' s''
+       | Change (var, t2, t3) ->
+               (* we don't handle cases where g doesn't bind var to any value *)
+        let index = List.assoc var g
+        in let (value2, s') = eval t2 g s
+               (* note that s' may be different from s, if t2 itself contained any mutation operations *)
+               (* now we create a list which is just like s' except it has value2 at index *)
+               in let rec replace_nth lst m =
+                       match lst with
+                       | [] -> failwith "list too short"
+                       | x::xs when m = 0 -> value2 :: xs
+                       | x::xs -> x :: replace_nth xs (m - 1)
+        in let s'' = replace_nth s' index
+        (* evaluate t3 using original assignment function and new store *)
+        in eval t3 g s''
+       | Alias (var_to_bind, orig_var, t3) ->
+               (* we don't handle cases where g doesn't bind orig_var to any value *)
+        let index = List.assoc orig_var g
+        (* bind var_to_bind to the same index in the store *)
+        in let g' = ((var_to_bind, index) :: g)
+        in eval t3 g' s
+       | Applyalias (t1, var) ->
+               (* we don't handle cases where t1 doesn't evaluate to a function value *)
+               let (Closure (arg_var, body, savedg), s') = eval t1 g s
+               (* we don't handle cases where g doesn't bind var to any value *)
+        in let index = List.assoc var g
+               (* evaluate body under savedg, except with arg_var bound to existing index *)
+               in let savedg' = (arg_var, index) :: savedg
+               in eval body savedg' s'
+    ;;
+