程序化非尾递归消除

Question

我在JavaScript中制作玩具Lisp解释器.JS没有尾递归消除(TRE),所以我在JS(伪代码)中使用while循环实现了TRE:

function eval (exp, env)
  while true
    if exp is self evaluating
      return exp
    else if ...
      ...
    else if exp is a function call
      procedure = eval(car(exp), env)
      arguments = eval_operands(cdr(exp), env)
      exp = procedure.body
      env = extend_env(procedure.env, env)
      continue # tail call 

所以我很高兴,像下面这样的尾递归函数不会用完堆栈:

(define +
  (lambda (n m)
    (cond ((zero? n) m)
          (else (+ (sub1 n) (add1 m))))))

(+ 10000 1) ;=> 10001

但是,不是尾递归的函数,用完JS堆栈(因为JS代码重复过多eval_operands):

(define +
  (lambda (n m)
    (cond ((zero? n) m)
          (else (add1 (+ (sub1 n) m)))))  ; not proper tail-recursive

(+ 10000 1) ;=> JS: Maximum call stack size exceeded

我如何处理非尾递归函数？有什么选择？什么是好资源？我已经阅读了一些关于trampolining,stack externalizing和continuation-passing风格的内容,但我能找到的是如何用这些样式编写代码,而不是如何使用这些技术来编写解释器.

Answer 1

如果您能够在其他地方保存调用帧信息，则始终可以将调用转变为跳转。这就是“堆栈外部化”所指的。

对于您的解释器，您的调用框架数据需要保存非尾部调用的延续（它本身可能保存进一步的引用，例如它需要访问的任何变量）。每个活动的非尾部调用都需要一个调用帧。

当然，这一切都是用堆栈空间换取堆空间。最终，你并没有真正通过这种方式节省任何内存。:-)