Lv.7 完善

恭喜你，你已经完成了所有 Mini-Lisp 解释器的关键节点。接下来的内容将是十分枯燥的——你需要补全所有 Mini-Lisp 规范定义的内置过程和特殊形式。

任务 7.1 修改内置过程类型

在实现 eval 和 apply 内置过程时，你需要用到求值环境。而之前我们的内置过程函数指针类型是不提供这个实参的，所以你需要修改相关的定义。

• 你可以直接无脑给所有的过程添加 EvalEnv& env 形参，正如同我们在特殊形式中所写的那样；
• 你也可以不用函数指针，改用 std::function，然后在创建 EvalEnv 的时候直接以 Lambda 表达式加捕获的形式塞进去。

任务 7.2 补全 47 个内置过程

请参考标准规范，将所有的内置过程写好。

append map filter reduce 等操作列表的内置过程可能会略微难写，但你可以统统转换到 std::vector，然后用 STL 算法算出来之后再转换回去。

eq? 和 equal? 这两个都是比较相等性的算法，但是 eq? 判断两个对象是否为同一对象，而 equal? 则是值语义的相等。对于符号类型、数类型、布尔类型、空表类型来说，equal? 和 eq? 都是返回值是否相等；而对子类型、字符串类型和过程类型的 eq? 则是表明存储它们的地址（即 std::shared_ptr 本身）是否是相同的。

>>> (define x (cons 1 2))
()
>>> (define y x)
()
>>> (define z (cons 1 2))
()
>>> (eq? x y)
#t
>>> (eq? x z)
#f

数学库的 modulo 定义有些反人类，请仔细甄别含义，小心编写。

任务 7.3 补全特殊形式

Mini-Lisp 规定的特殊形式数量不多，我们还差这些：

cond 多条件判断

形式是

(cond 子句1
      子句2...)

每个 子句 都具有这样的形式：

(条件 表达式...)

求值 cond 特殊形式时，从前到后遍历 子句：如果子句的 条件 求值到 #f，就跳过；否则对 表达式... 逐一求值。返回最后一个。没有 表达式 的话，返回 条件 的求值结果。

如果 条件 是 else 符号的话，那么它必须出现在最后一个子句中。而且这代表条件必然成立，即对后面的 表达式 求值并作为整个特殊形式的结果。

>>> (define n -5)
()
>>> (cond ((< n 0) -1) ((> n 0) 1) (else 0))
-1

begin 顺序执行

传入若干个表达式，然后按顺序对它们求值。和 Lambda 函数体一样一样的，没有技术难度。

let 临时变量

let 具有如下形式：

(let ((形参名1 值1)
      (形参名2 值2)...)
     表达式...)

完全等价于：

((lambda (形参名1 形参名2...)
         表达式...)
 值1 值2...)

你可以将它直接转换为 Lambda 特殊形式；也可以生成一个 LambdaValue 然后再调用；也可以直接给当前的环境添加绑定，执行完再撤掉。总之，只要看上去效果是对的就行。

>>> (let ((x 5) (y 10)) (print x) (print y) (+ x y))
5
10
15

quasiquote 和 unquote

quasiquote，也就是 `，类似于 quote 不做求值，但是遇到 unquote 或者 , 之后就会对 unquote 里面的东西求值，然后用求值结果替换掉 unquote 特殊形式。

我们不要求实现 quasiquote 被递归时的处理，所以可以实现得比较简单。

>>> `(11 45 ,(* 2 7))
(11 45 14)

任务 7.4 实现文件模式

修改 main.cpp，或者添加更多的源文件，使得你的程序可以读取一份 Mini-Lisp 源码文件并执行它。源码文件路径通过命令行参数传入。程序在解释执行时，不会打印求值结果（这里与 REPL 模式不同！）。只有在 print display displayln newline 时，才会向标准输出写入文本。

如何让 REPL 模式和文件模式尽可能多地复用代码，是一个具有考验性的问题。期待你的解答。

任务 7.5 来试试你的解释器！

编写一段 Mini-Lisp 代码，它将下述列表中的数从小到大排序后输出：

(12 71 2 15 29 82 87 8 18 66 81 25 63 97 40 3 93 58 53 31 47)

将该 Mini-Lisp 代码保存到 lv7-answer.scm 中。随后，用你的解释器解释执行它，看看结果是否正确！

提示：快速排序算法特别适合函数式编程语言实现。

阶段性检查

本阶段仍使用“测试框架” rjsj_test。以下述方式调用 RJSJ_TEST 宏：

int main() {
    RJSJ_TEST(TestCtx, Lv2, Lv3, Lv4, Lv5, Lv5Extra, Lv6, Lv7, Lv7Lib, Sicp);
}

重新编译并运行后，观察测试结果。

恭喜你完成了我们的大作业要求。在教学网 大作业 / Lv.7 检查 处，提交一个压缩包(学号-姓名.zip)，包括该测试结果的截图(lv7-answer.jpg)以及 Mini-lisp 代码(lv7-answer.scm)，该提交将作为你的大作业分数的一部分。