Reorganized nodes
parent
8d1abe2712
commit
d74922a363
GPG Key ID:
AD62BB059C2AAEE4
475
lamb/__main__.py
475
lamb/__main__.py
|
|
@ -10,6 +10,7 @@ from prompt_toolkit.lexers import Lexer
|
||||||
from pyparsing import exceptions as ppx
|
from pyparsing import exceptions as ppx
|
||||||
import enum
|
import enum
|
||||||
|
|
||||||
|
import lamb.node
|
||||||
import lamb.parser
|
import lamb.parser
|
||||||
import lamb.utils as utils
|
import lamb.utils as utils
|
||||||
|
|
||||||
|
|
@ -49,288 +50,6 @@ r = runner.Runner(
|
||||||
|
|
||||||
macro_table = {}
|
macro_table = {}
|
||||||
|
|
||||||
class TreeWalker:
|
|
||||||
def __init__(self, expr):
|
|
||||||
self.expr = expr
|
|
||||||
self.ptr = expr
|
|
||||||
self.from_side = Direction.UP
|
|
||||||
|
|
||||||
def __next__(self):
|
|
||||||
if self.ptr is self.expr.parent:
|
|
||||||
raise StopIteration
|
|
||||||
|
|
||||||
out = self.ptr
|
|
||||||
out_side = self.from_side
|
|
||||||
if isinstance(self.ptr, EndNode):
|
|
||||||
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_up()
|
|
||||||
|
|
||||||
elif isinstance(self.ptr, Func):
|
|
||||||
if self.from_side == Direction.UP:
|
|
||||||
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_left()
|
|
||||||
elif self.from_side == Direction.LEFT:
|
|
||||||
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_up()
|
|
||||||
|
|
||||||
elif isinstance(self.ptr, Call):
|
|
||||||
if self.from_side == Direction.UP:
|
|
||||||
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_left()
|
|
||||||
elif self.from_side == Direction.LEFT:
|
|
||||||
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_right()
|
|
||||||
elif self.from_side == Direction.RIGHT:
|
|
||||||
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_up()
|
|
||||||
|
|
||||||
else:
|
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||||||
raise TypeError(f"I don't know how to iterate a {type(self.ptr)}")
|
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||||||
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||||||
return out_side, out
|
|
||||||
|
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||||||
class Direction(enum.Enum):
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||||||
UP = enum.auto()
|
|
||||||
LEFT = enum.auto()
|
|
||||||
RIGHT = enum.auto()
|
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||||||
|
|
||||||
class ReductionError(Exception):
|
|
||||||
"""
|
|
||||||
Raised when we encounter an error while reducing.
|
|
||||||
|
|
||||||
These should be caught and elegantly presented to the user.
|
|
||||||
"""
|
|
||||||
def __init__(self, msg: str):
|
|
||||||
self.msg = msg
|
|
||||||
|
|
||||||
class Node:
|
|
||||||
def __init__(self):
|
|
||||||
# The node this one is connected to.
|
|
||||||
# None if this is the top node.
|
|
||||||
self.parent: Node | None = None
|
|
||||||
|
|
||||||
# What direction this is relative to the parent.
|
|
||||||
# Left of Right.
|
|
||||||
self.parent_side: Direction | None = None
|
|
||||||
|
|
||||||
# Left and right nodes, None if empty
|
|
||||||
self._left: Node | None = None
|
|
||||||
self._right: Node | None = None
|
|
||||||
|
|
||||||
def __iter__(self):
|
|
||||||
return TreeWalker(self)
|
|
||||||
|
|
||||||
@property
|
|
||||||
def left(self):
|
|
||||||
return self._left
|
|
||||||
|
|
||||||
@left.setter
|
|
||||||
def left(self, node):
|
|
||||||
if node is not None:
|
|
||||||
node.set_parent(self, Direction.LEFT)
|
|
||||||
self._left = node
|
|
||||||
|
|
||||||
@property
|
|
||||||
def right(self):
|
|
||||||
return self._right
|
|
||||||
|
|
||||||
@right.setter
|
|
||||||
def right(self, node):
|
|
||||||
if node is not None:
|
|
||||||
node.set_parent(self, Direction.RIGHT)
|
|
||||||
self._right = node
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def set_parent(self, parent, side):
|
|
||||||
if (parent is not None) and (side is None):
|
|
||||||
raise Exception("If a node has a parent, it must have a direction.")
|
|
||||||
if (parent is None) and (side is not None):
|
|
||||||
raise Exception("If a node has no parent, it cannot have a direction.")
|
|
||||||
self.parent = parent
|
|
||||||
self.parent_side = side
|
|
||||||
return self
|
|
||||||
|
|
||||||
def go_left(self):
|
|
||||||
if self._left is None:
|
|
||||||
raise Exception("Can't go left when left is None")
|
|
||||||
return Direction.UP, self._left
|
|
||||||
|
|
||||||
def go_right(self):
|
|
||||||
if self._right is None:
|
|
||||||
raise Exception("Can't go right when right is None")
|
|
||||||
return Direction.UP, self._right
|
|
||||||
|
|
||||||
def go_up(self):
|
|
||||||
return self.parent_side, self.parent
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone(self):
|
|
||||||
raise NotImplementedError("Nodes MUST provide a `clone` method!")
|
|
||||||
|
|
||||||
class EndNode(Node):
|
|
||||||
def print_value(self):
|
|
||||||
raise NotImplementedError("EndNodes MUST provide a `print_value` method!")
|
|
||||||
|
|
||||||
class ExpandableEndNode(EndNode):
|
|
||||||
def expand(self):
|
|
||||||
raise NotImplementedError("ExpandableEndNodes MUST provide an `expand` method!")
|
|
||||||
|
|
||||||
class FreeVar(EndNode):
|
|
||||||
def __init__(self, name: str):
|
|
||||||
self.name = name
|
|
||||||
|
|
||||||
def __repr__(self):
|
|
||||||
return f"<freevar {self.name}>"
|
|
||||||
|
|
||||||
def print_value(self):
|
|
||||||
return f"{self.name}"
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone(self):
|
|
||||||
return FreeVar(self.name)
|
|
||||||
|
|
||||||
class Macro(ExpandableEndNode):
|
|
||||||
@staticmethod
|
|
||||||
def from_parse(results):
|
|
||||||
return Macro(results[0])
|
|
||||||
|
|
||||||
def __init__(self, name: str) -> None:
|
|
||||||
super().__init__()
|
|
||||||
self.name = name
|
|
||||||
self.left = None
|
|
||||||
self.right = None
|
|
||||||
|
|
||||||
def __repr__(self):
|
|
||||||
return f"<macro {self.name}>"
|
|
||||||
|
|
||||||
def print_value(self):
|
|
||||||
return self.name
|
|
||||||
|
|
||||||
def expand(self):
|
|
||||||
if self.name in macro_table:
|
|
||||||
return clone(macro_table[self.name])
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
f = FreeVar(self.name)
|
|
||||||
return f
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone(self):
|
|
||||||
return Macro(self.name)
|
|
||||||
|
|
||||||
class Church(ExpandableEndNode):
|
|
||||||
@staticmethod
|
|
||||||
def from_parse(results):
|
|
||||||
return Church(int(results[0]))
|
|
||||||
|
|
||||||
def __init__(self, value: int) -> None:
|
|
||||||
super().__init__()
|
|
||||||
self.value = value
|
|
||||||
self.left = None
|
|
||||||
self.right = None
|
|
||||||
|
|
||||||
def __repr__(self):
|
|
||||||
return f"<church {self.value}>"
|
|
||||||
|
|
||||||
def print_value(self):
|
|
||||||
return str(self.value)
|
|
||||||
|
|
||||||
def expand(self):
|
|
||||||
f = Bound("f")
|
|
||||||
a = Bound("a")
|
|
||||||
chain = a
|
|
||||||
|
|
||||||
for i in range(self.value):
|
|
||||||
chain = Call(clone(f), clone(chain))
|
|
||||||
|
|
||||||
return Func(
|
|
||||||
f,
|
|
||||||
Func(a, chain)
|
|
||||||
)
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone(self):
|
|
||||||
return Church(self.value)
|
|
||||||
|
|
||||||
bound_counter = 0
|
|
||||||
class Bound(EndNode):
|
|
||||||
def __init__(self, name: str, *, forced_id = None):
|
|
||||||
self.name = name
|
|
||||||
global bound_counter
|
|
||||||
|
|
||||||
if forced_id is None:
|
|
||||||
self.identifier = bound_counter
|
|
||||||
bound_counter += 1
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
self.identifier = forced_id
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone(self):
|
|
||||||
return Bound(self.name, forced_id = self.identifier)
|
|
||||||
|
|
||||||
def __eq__(self, other):
|
|
||||||
if not isinstance(other, Bound):
|
|
||||||
raise TypeError(f"Cannot compare bound_variable with {type(other)}")
|
|
||||||
return self.identifier == other.identifier
|
|
||||||
|
|
||||||
def __repr__(self):
|
|
||||||
return f"<{self.name} {self.identifier}>"
|
|
||||||
|
|
||||||
def print_value(self):
|
|
||||||
return self.name
|
|
||||||
|
|
||||||
class Func(Node):
|
|
||||||
@staticmethod
|
|
||||||
def from_parse(result):
|
|
||||||
if len(result[0]) == 1:
|
|
||||||
i = result[0][0]
|
|
||||||
below = result[1]
|
|
||||||
this = Func(i, below) # type: ignore
|
|
||||||
|
|
||||||
below.set_parent(this, Direction.LEFT)
|
|
||||||
return this
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
i = result[0].pop(0)
|
|
||||||
below = Func.from_parse(result)
|
|
||||||
this = Func(i, below) # type: ignore
|
|
||||||
|
|
||||||
below.set_parent(this, Direction.LEFT)
|
|
||||||
return this
|
|
||||||
|
|
||||||
def __init__(self, input: Macro | Bound, output: Node) -> None:
|
|
||||||
super().__init__()
|
|
||||||
self.input: Macro | Bound = input
|
|
||||||
self.left: Node = output
|
|
||||||
self.right: None = None
|
|
||||||
|
|
||||||
def __repr__(self):
|
|
||||||
return f"<func {self.input!r} {self.left!r}>"
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone(self):
|
|
||||||
return Func(self.input, None) # type: ignore
|
|
||||||
|
|
||||||
class Call(Node):
|
|
||||||
@staticmethod
|
|
||||||
def from_parse(results):
|
|
||||||
if len(results) == 2:
|
|
||||||
left = results[0]
|
|
||||||
right = results[1]
|
|
||||||
this = Call(left, right)
|
|
||||||
|
|
||||||
left.set_parent(this, Direction.LEFT)
|
|
||||||
right.set_parent(this, Direction.RIGHT)
|
|
||||||
return this
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
left = results[0]
|
|
||||||
right = results[1]
|
|
||||||
this = Call(left, right)
|
|
||||||
|
|
||||||
left.set_parent(this, Direction.LEFT)
|
|
||||||
right.set_parent(this, Direction.RIGHT)
|
|
||||||
return Call.from_parse(
|
|
||||||
[this] + results[2:]
|
|
||||||
)
|
|
||||||
|
|
||||||
def __init__(self, fn: Node, arg: Node) -> None:
|
|
||||||
super().__init__()
|
|
||||||
self.left: Node = fn
|
|
||||||
self.right: Node = arg
|
|
||||||
|
|
||||||
def __repr__(self):
|
|
||||||
return f"<call {self.left!r} {self.right!r}>"
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone(self):
|
|
||||||
return Call(None, None) # type: ignore
|
|
||||||
|
|
||||||
class MacroDef:
|
class MacroDef:
|
||||||
@staticmethod
|
@staticmethod
|
||||||
def from_parse(result):
|
def from_parse(result):
|
||||||
|
|
@ -339,7 +58,7 @@ class MacroDef:
|
||||||
result[1]
|
result[1]
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
def __init__(self, label: str, expr: Node):
|
def __init__(self, label: str, expr: lamb.node.Node):
|
||||||
self.label = label
|
self.label = label
|
||||||
self.expr = expr
|
self.expr = expr
|
||||||
|
|
||||||
|
|
@ -349,6 +68,9 @@ class MacroDef:
|
||||||
def __str__(self):
|
def __str__(self):
|
||||||
return f"{self.label} := {self.expr}"
|
return f"{self.label} := {self.expr}"
|
||||||
|
|
||||||
|
def bind_variables(self):
|
||||||
|
return self.expr.bind_variables()
|
||||||
|
|
||||||
class Command:
|
class Command:
|
||||||
@staticmethod
|
@staticmethod
|
||||||
def from_parse(result):
|
def from_parse(result):
|
||||||
|
|
@ -362,182 +84,16 @@ class Command:
|
||||||
self.args = args
|
self.args = args
|
||||||
|
|
||||||
p = lamb.parser.LambdaParser(
|
p = lamb.parser.LambdaParser(
|
||||||
action_func = Func.from_parse,
|
action_func = lamb.node.Func.from_parse,
|
||||||
action_bound = Macro.from_parse,
|
action_bound = lamb.node.Macro.from_parse,
|
||||||
action_macro = Macro.from_parse,
|
action_macro = lamb.node.Macro.from_parse,
|
||||||
action_call = Call.from_parse,
|
action_call = lamb.node.Call.from_parse,
|
||||||
action_church = Church.from_parse,
|
action_church = lamb.node.Church.from_parse,
|
||||||
action_macro_def = MacroDef.from_parse,
|
action_macro_def = MacroDef.from_parse,
|
||||||
action_command = Command.from_parse
|
action_command = Command.from_parse
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone_one(ptr, out):
|
|
||||||
if ptr.parent_side == Direction.LEFT:
|
|
||||||
out.left = ptr.clone()
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
out.right = ptr.clone()
|
|
||||||
|
|
||||||
def clone(expr: Node):
|
|
||||||
if not isinstance(expr, Node):
|
|
||||||
raise TypeError(f"I don't know what to do with a {type(expr)}")
|
|
||||||
|
|
||||||
out = expr.clone()
|
|
||||||
out_ptr = out # Stays one step behind ptr, in the new tree.
|
|
||||||
ptr = expr
|
|
||||||
from_side = Direction.UP
|
|
||||||
|
|
||||||
if isinstance(expr, EndNode):
|
|
||||||
return out
|
|
||||||
|
|
||||||
# We're not using a TreeWalker here because
|
|
||||||
# we need more control over our pointer when cloning.
|
|
||||||
while True:
|
|
||||||
if isinstance(ptr, EndNode):
|
|
||||||
from_side, ptr = ptr.go_up()
|
|
||||||
_, out_ptr = out_ptr.go_up()
|
|
||||||
elif isinstance(ptr, Func):
|
|
||||||
if from_side == Direction.UP:
|
|
||||||
from_side, ptr = ptr.go_left()
|
|
||||||
clone_one(ptr, out_ptr)
|
|
||||||
_, out_ptr = out_ptr.go_left()
|
|
||||||
elif from_side == Direction.LEFT:
|
|
||||||
from_side, ptr = ptr.go_up()
|
|
||||||
_, out_ptr = out_ptr.go_up()
|
|
||||||
elif isinstance(ptr, Call):
|
|
||||||
if from_side == Direction.UP:
|
|
||||||
from_side, ptr = ptr.go_left()
|
|
||||||
clone_one(ptr, out_ptr)
|
|
||||||
_, out_ptr = out_ptr.go_left()
|
|
||||||
elif from_side == Direction.LEFT:
|
|
||||||
from_side, ptr = ptr.go_right()
|
|
||||||
clone_one(ptr, out_ptr)
|
|
||||||
_, out_ptr = out_ptr.go_right()
|
|
||||||
elif from_side == Direction.RIGHT:
|
|
||||||
from_side, ptr = ptr.go_up()
|
|
||||||
_, out_ptr = out_ptr.go_up()
|
|
||||||
|
|
||||||
if ptr is expr.parent:
|
|
||||||
break
|
|
||||||
return out
|
|
||||||
|
|
||||||
def print_expr(expr) -> str:
|
|
||||||
# Type check
|
|
||||||
if isinstance(expr, MacroDef):
|
|
||||||
out = expr.label + " = "
|
|
||||||
expr = expr.expr
|
|
||||||
elif not isinstance(expr, Node):
|
|
||||||
raise TypeError(f"I don't know what to do with a {type(expr)}")
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
out = ""
|
|
||||||
|
|
||||||
for s, n in expr:
|
|
||||||
if isinstance(n, EndNode):
|
|
||||||
out += n.print_value()
|
|
||||||
|
|
||||||
elif isinstance(n, Func):
|
|
||||||
if s == Direction.UP:
|
|
||||||
if isinstance(n.parent, Func):
|
|
||||||
out += n.input.name
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
out += "λ" + n.input.name
|
|
||||||
if not isinstance(n.left, Func):
|
|
||||||
out += "."
|
|
||||||
|
|
||||||
elif isinstance(n, Call):
|
|
||||||
if s == Direction.UP:
|
|
||||||
out += "("
|
|
||||||
elif s == Direction.LEFT:
|
|
||||||
out += " "
|
|
||||||
elif s == Direction.RIGHT:
|
|
||||||
out += ")"
|
|
||||||
|
|
||||||
return out
|
|
||||||
|
|
||||||
def bind_variables(expr) -> None:
|
|
||||||
|
|
||||||
# Type check
|
|
||||||
if isinstance(expr, MacroDef):
|
|
||||||
expr = expr.expr
|
|
||||||
elif not isinstance(expr, Node):
|
|
||||||
raise TypeError(f"I don't know what to do with a {type(expr)}")
|
|
||||||
|
|
||||||
bound_variables = {}
|
|
||||||
|
|
||||||
for s, n in expr:
|
|
||||||
if isinstance(n, Func):
|
|
||||||
if s == Direction.UP:
|
|
||||||
# Add this function's input to the table of bound variables.
|
|
||||||
# If it is already there, raise an error.
|
|
||||||
if (n.input.name in bound_variables):
|
|
||||||
raise ReductionError(f"Bound variable name conflict: \"{n.input.name}\"")
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
bound_variables[n.input.name] = Bound(n.input.name)
|
|
||||||
n.input = bound_variables[n.input.name]
|
|
||||||
|
|
||||||
# If output is a macro, swap it with a bound variable.
|
|
||||||
if isinstance(n.left, Macro):
|
|
||||||
if n.left.name in bound_variables:
|
|
||||||
n.left = clone(bound_variables[n.left.name])
|
|
||||||
|
|
||||||
elif s == Direction.LEFT:
|
|
||||||
del bound_variables[n.input.name]
|
|
||||||
|
|
||||||
elif isinstance(n, Call):
|
|
||||||
if s == Direction.UP:
|
|
||||||
# Bind macros
|
|
||||||
if isinstance(n.left, Macro):
|
|
||||||
if n.left.name in bound_variables:
|
|
||||||
n.left = clone(bound_variables[n.left.name])
|
|
||||||
if isinstance(n.right, Macro):
|
|
||||||
if n.right.name in bound_variables:
|
|
||||||
n.right = clone(bound_variables[n.right.name])
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
# Apply a function.
|
|
||||||
# Returns the function's output.
|
|
||||||
def call_func(fn: Func, arg: Node):
|
|
||||||
for s, n in fn:
|
|
||||||
if isinstance(n, Bound):
|
|
||||||
if n == fn.input:
|
|
||||||
if n.parent is None:
|
|
||||||
raise Exception("Tried to substitute a None bound variable.")
|
|
||||||
|
|
||||||
if n.parent_side == Direction.LEFT:
|
|
||||||
n.parent.left = clone(arg)
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
n.parent.right = clone(arg)
|
|
||||||
return fn.left
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
# Do a single reduction step
|
|
||||||
def reduce(expr) -> tuple[bool, Node]:
|
|
||||||
|
|
||||||
if not isinstance(expr, Node):
|
|
||||||
raise TypeError(f"I can't reduce a {type(expr)}")
|
|
||||||
|
|
||||||
reduced = False
|
|
||||||
|
|
||||||
for s, n in expr:
|
|
||||||
if isinstance(n, Call):
|
|
||||||
if s == Direction.UP:
|
|
||||||
if isinstance(n.left, Func):
|
|
||||||
if n.parent is None:
|
|
||||||
expr = call_func(n.left, n.right)
|
|
||||||
expr.set_parent(None, None)
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
n.parent.left = call_func(n.left, n.right)
|
|
||||||
reduced = True
|
|
||||||
break
|
|
||||||
elif isinstance(n.left, ExpandableEndNode):
|
|
||||||
n.left = n.left.expand()
|
|
||||||
reduced = True
|
|
||||||
break
|
|
||||||
|
|
||||||
return reduced, expr
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
for l in [
|
for l in [
|
||||||
"T = λab.a",
|
"T = λab.a",
|
||||||
"F = λab.b",
|
"F = λab.b",
|
||||||
|
|
@ -558,15 +114,18 @@ for l in [
|
||||||
"3 NOT T"
|
"3 NOT T"
|
||||||
]:
|
]:
|
||||||
n = p.parse_line(l)
|
n = p.parse_line(l)
|
||||||
bind_variables(n)
|
n.bind_variables()
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
if isinstance(n, MacroDef):
|
if isinstance(n, MacroDef):
|
||||||
macro_table[n.label] = n.expr
|
macro_table[n.label] = n.expr
|
||||||
print(print_expr(n))
|
print(n)
|
||||||
else:
|
else:
|
||||||
for i in range(100):
|
for i in range(100):
|
||||||
r, n = reduce(n)
|
r, n = lamb.node.reduce(
|
||||||
|
n,
|
||||||
|
macro_table = macro_table
|
||||||
|
)
|
||||||
if not r:
|
if not r:
|
||||||
break
|
break
|
||||||
print(print_expr(n))
|
print(n)
|
||||||
|
|
@ -0,0 +1,450 @@
|
||||||
|
import enum
|
||||||
|
|
||||||
|
class Direction(enum.Enum):
|
||||||
|
UP = enum.auto()
|
||||||
|
LEFT = enum.auto()
|
||||||
|
RIGHT = enum.auto()
|
||||||
|
|
||||||
|
class ReductionError(Exception):
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Raised when we encounter an error while reducing.
|
||||||
|
|
||||||
|
These should be caught and elegantly presented to the user.
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
def __init__(self, msg: str):
|
||||||
|
self.msg = msg
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class TreeWalker:
|
||||||
|
def __init__(self, expr):
|
||||||
|
self.expr = expr
|
||||||
|
self.ptr = expr
|
||||||
|
self.from_side = Direction.UP
|
||||||
|
|
||||||
|
def __next__(self):
|
||||||
|
if self.ptr is self.expr.parent:
|
||||||
|
raise StopIteration
|
||||||
|
|
||||||
|
out = self.ptr
|
||||||
|
out_side = self.from_side
|
||||||
|
if isinstance(self.ptr, EndNode):
|
||||||
|
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_up()
|
||||||
|
|
||||||
|
elif isinstance(self.ptr, Func):
|
||||||
|
if self.from_side == Direction.UP:
|
||||||
|
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_left()
|
||||||
|
elif self.from_side == Direction.LEFT:
|
||||||
|
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_up()
|
||||||
|
|
||||||
|
elif isinstance(self.ptr, Call):
|
||||||
|
if self.from_side == Direction.UP:
|
||||||
|
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_left()
|
||||||
|
elif self.from_side == Direction.LEFT:
|
||||||
|
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_right()
|
||||||
|
elif self.from_side == Direction.RIGHT:
|
||||||
|
self.from_side, self.ptr = self.ptr.go_up()
|
||||||
|
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
raise TypeError(f"I don't know how to iterate a {type(self.ptr)}")
|
||||||
|
|
||||||
|
return out_side, out
|
||||||
|
|
||||||
|
class Node:
|
||||||
|
def __init__(self):
|
||||||
|
# The node this one is connected to.
|
||||||
|
# None if this is the top objects.
|
||||||
|
self.parent: Node | None = None
|
||||||
|
|
||||||
|
# What direction this is relative to the parent.
|
||||||
|
# Left of Right.
|
||||||
|
self.parent_side: Direction | None = None
|
||||||
|
|
||||||
|
# Left and right nodes, None if empty
|
||||||
|
self._left: Node | None = None
|
||||||
|
self._right: Node | None = None
|
||||||
|
|
||||||
|
def __iter__(self):
|
||||||
|
return TreeWalker(self)
|
||||||
|
|
||||||
|
def _set_parent(self, parent, side):
|
||||||
|
if (parent is not None) and (side is None):
|
||||||
|
raise Exception("If a node has a parent, it must have a direction.")
|
||||||
|
if (parent is None) and (side is not None):
|
||||||
|
raise Exception("If a node has no parent, it cannot have a direction.")
|
||||||
|
self.parent = parent
|
||||||
|
self.parent_side = side
|
||||||
|
return self
|
||||||
|
|
||||||
|
@property
|
||||||
|
def left(self):
|
||||||
|
return self._left
|
||||||
|
|
||||||
|
@left.setter
|
||||||
|
def left(self, node):
|
||||||
|
if node is not None:
|
||||||
|
node._set_parent(self, Direction.LEFT)
|
||||||
|
self._left = node
|
||||||
|
|
||||||
|
@property
|
||||||
|
def right(self):
|
||||||
|
return self._right
|
||||||
|
|
||||||
|
@right.setter
|
||||||
|
def right(self, node):
|
||||||
|
if node is not None:
|
||||||
|
node._set_parent(self, Direction.RIGHT)
|
||||||
|
self._right = node
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def set_side(self, side: Direction, node):
|
||||||
|
if side == Direction.LEFT:
|
||||||
|
self.left = node
|
||||||
|
elif side == Direction.RIGHT:
|
||||||
|
self.right = node
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
raise TypeError("Can only set left or right side.")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def go_left(self):
|
||||||
|
if self._left is None:
|
||||||
|
raise Exception("Can't go left when left is None")
|
||||||
|
return Direction.UP, self._left
|
||||||
|
|
||||||
|
def go_right(self):
|
||||||
|
if self._right is None:
|
||||||
|
raise Exception("Can't go right when right is None")
|
||||||
|
return Direction.UP, self._right
|
||||||
|
|
||||||
|
def go_up(self):
|
||||||
|
return self.parent_side, self.parent
|
||||||
|
|
||||||
|
def clone(self):
|
||||||
|
raise NotImplementedError("Nodes MUST provide a `clone` method!")
|
||||||
|
|
||||||
|
def __str__(self) -> str:
|
||||||
|
return print_node(self)
|
||||||
|
|
||||||
|
def bind_variables(self):
|
||||||
|
return bind_variables(self)
|
||||||
|
|
||||||
|
class EndNode(Node):
|
||||||
|
def print_value(self):
|
||||||
|
raise NotImplementedError("EndNodes MUST provide a `print_value` method!")
|
||||||
|
|
||||||
|
class ExpandableEndNode(EndNode):
|
||||||
|
def expand(self):
|
||||||
|
raise NotImplementedError("ExpandableEndNodes MUST provide an `expand` method!")
|
||||||
|
|
||||||
|
class FreeVar(EndNode):
|
||||||
|
def __init__(self, name: str):
|
||||||
|
self.name = name
|
||||||
|
|
||||||
|
def __repr__(self):
|
||||||
|
return f"<freevar {self.name}>"
|
||||||
|
|
||||||
|
def print_value(self):
|
||||||
|
return f"{self.name}"
|
||||||
|
|
||||||
|
def clone(self):
|
||||||
|
return FreeVar(self.name)
|
||||||
|
|
||||||
|
class Macro(ExpandableEndNode):
|
||||||
|
@staticmethod
|
||||||
|
def from_parse(results):
|
||||||
|
return Macro(results[0])
|
||||||
|
|
||||||
|
def __init__(self, name: str) -> None:
|
||||||
|
super().__init__()
|
||||||
|
self.name = name
|
||||||
|
self.left = None
|
||||||
|
self.right = None
|
||||||
|
|
||||||
|
def __repr__(self):
|
||||||
|
return f"<macro {self.name}>"
|
||||||
|
|
||||||
|
def print_value(self):
|
||||||
|
return self.name
|
||||||
|
|
||||||
|
def expand(self, *, macro_table = {}):
|
||||||
|
if self.name in macro_table:
|
||||||
|
return clone(macro_table[self.name])
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
f = FreeVar(self.name)
|
||||||
|
return f
|
||||||
|
|
||||||
|
def clone(self):
|
||||||
|
return Macro(self.name)
|
||||||
|
|
||||||
|
class Church(ExpandableEndNode):
|
||||||
|
@staticmethod
|
||||||
|
def from_parse(results):
|
||||||
|
return Church(int(results[0]))
|
||||||
|
|
||||||
|
def __init__(self, value: int) -> None:
|
||||||
|
super().__init__()
|
||||||
|
self.value = value
|
||||||
|
self.left = None
|
||||||
|
self.right = None
|
||||||
|
|
||||||
|
def __repr__(self):
|
||||||
|
return f"<church {self.value}>"
|
||||||
|
|
||||||
|
def print_value(self):
|
||||||
|
return str(self.value)
|
||||||
|
|
||||||
|
def expand(self):
|
||||||
|
f = Bound("f")
|
||||||
|
a = Bound("a")
|
||||||
|
chain = a
|
||||||
|
|
||||||
|
for i in range(self.value):
|
||||||
|
chain = Call(clone(f), clone(chain))
|
||||||
|
|
||||||
|
return Func(
|
||||||
|
f,
|
||||||
|
Func(a, chain)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
def clone(self):
|
||||||
|
return Church(self.value)
|
||||||
|
|
||||||
|
bound_counter = 0
|
||||||
|
class Bound(EndNode):
|
||||||
|
def __init__(self, name: str, *, forced_id = None):
|
||||||
|
self.name = name
|
||||||
|
global bound_counter
|
||||||
|
|
||||||
|
if forced_id is None:
|
||||||
|
self.identifier = bound_counter
|
||||||
|
bound_counter += 1
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
self.identifier = forced_id
|
||||||
|
|
||||||
|
def clone(self):
|
||||||
|
return Bound(self.name, forced_id = self.identifier)
|
||||||
|
|
||||||
|
def __eq__(self, other):
|
||||||
|
if not isinstance(other, Bound):
|
||||||
|
raise TypeError(f"Cannot compare bound_variable with {type(other)}")
|
||||||
|
return self.identifier == other.identifier
|
||||||
|
|
||||||
|
def __repr__(self):
|
||||||
|
return f"<{self.name} {self.identifier}>"
|
||||||
|
|
||||||
|
def print_value(self):
|
||||||
|
return self.name
|
||||||
|
|
||||||
|
class Func(Node):
|
||||||
|
@staticmethod
|
||||||
|
def from_parse(result):
|
||||||
|
if len(result[0]) == 1:
|
||||||
|
return Func(
|
||||||
|
result[0][0],
|
||||||
|
result[1]
|
||||||
|
)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
return Func(
|
||||||
|
result[0].pop(0),
|
||||||
|
Func.from_parse(result)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
def __init__(self, input: Macro | Bound, output: Node) -> None:
|
||||||
|
super().__init__()
|
||||||
|
self.input: Macro | Bound = input
|
||||||
|
self.left: Node = output
|
||||||
|
self.right: None = None
|
||||||
|
|
||||||
|
def __repr__(self):
|
||||||
|
return f"<func {self.input!r} {self.left!r}>"
|
||||||
|
|
||||||
|
def clone(self):
|
||||||
|
return Func(self.input, None) # type: ignore
|
||||||
|
|
||||||
|
class Call(Node):
|
||||||
|
@staticmethod
|
||||||
|
def from_parse(results):
|
||||||
|
if len(results) == 2:
|
||||||
|
return Call(
|
||||||
|
results[0],
|
||||||
|
results[1]
|
||||||
|
)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
this = Call(
|
||||||
|
results[0],
|
||||||
|
results[1]
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
return Call.from_parse(
|
||||||
|
[Call(
|
||||||
|
results[0],
|
||||||
|
results[1]
|
||||||
|
)] + results[2:]
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
def __init__(self, fn: Node, arg: Node) -> None:
|
||||||
|
super().__init__()
|
||||||
|
self.left: Node = fn
|
||||||
|
self.right: Node = arg
|
||||||
|
|
||||||
|
def __repr__(self):
|
||||||
|
return f"<call {self.left!r} {self.right!r}>"
|
||||||
|
|
||||||
|
def clone(self):
|
||||||
|
return Call(None, None) # type: ignore
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def print_node(node: Node) -> str:
|
||||||
|
if not isinstance(node, Node):
|
||||||
|
raise TypeError(f"I don't know what to do with a {type(node)}")
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
out = ""
|
||||||
|
|
||||||
|
for s, n in node:
|
||||||
|
if isinstance(n, EndNode):
|
||||||
|
out += n.print_value()
|
||||||
|
|
||||||
|
elif isinstance(n, Func):
|
||||||
|
if s == Direction.UP:
|
||||||
|
if isinstance(n.parent, Func):
|
||||||
|
out += n.input.name
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
out += "λ" + n.input.name
|
||||||
|
if not isinstance(n.left, Func):
|
||||||
|
out += "."
|
||||||
|
|
||||||
|
elif isinstance(n, Call):
|
||||||
|
if s == Direction.UP:
|
||||||
|
out += "("
|
||||||
|
elif s == Direction.LEFT:
|
||||||
|
out += " "
|
||||||
|
elif s == Direction.RIGHT:
|
||||||
|
out += ")"
|
||||||
|
|
||||||
|
return out
|
||||||
|
|
||||||
|
def clone(node: Node):
|
||||||
|
if not isinstance(node, Node):
|
||||||
|
raise TypeError(f"I don't know what to do with a {type(node)}")
|
||||||
|
|
||||||
|
out = node.clone()
|
||||||
|
out_ptr = out # Stays one step behind ptr, in the new tree.
|
||||||
|
ptr = node
|
||||||
|
from_side = Direction.UP
|
||||||
|
|
||||||
|
if isinstance(node, EndNode):
|
||||||
|
return out
|
||||||
|
|
||||||
|
# We're not using a TreeWalker here because
|
||||||
|
# we need more control over our pointer when cloning.
|
||||||
|
while True:
|
||||||
|
if isinstance(ptr, EndNode):
|
||||||
|
from_side, ptr = ptr.go_up()
|
||||||
|
_, out_ptr = out_ptr.go_up()
|
||||||
|
elif isinstance(ptr, Func):
|
||||||
|
if from_side == Direction.UP:
|
||||||
|
from_side, ptr = ptr.go_left()
|
||||||
|
out_ptr.set_side(ptr.parent_side, ptr.clone())
|
||||||
|
_, out_ptr = out_ptr.go_left()
|
||||||
|
elif from_side == Direction.LEFT:
|
||||||
|
from_side, ptr = ptr.go_up()
|
||||||
|
_, out_ptr = out_ptr.go_up()
|
||||||
|
elif isinstance(ptr, Call):
|
||||||
|
if from_side == Direction.UP:
|
||||||
|
from_side, ptr = ptr.go_left()
|
||||||
|
out_ptr.set_side(ptr.parent_side, ptr.clone()
|
||||||
|
)
|
||||||
|
_, out_ptr = out_ptr.go_left()
|
||||||
|
elif from_side == Direction.LEFT:
|
||||||
|
from_side, ptr = ptr.go_right()
|
||||||
|
out_ptr.set_side(ptr.parent_side, ptr.clone())
|
||||||
|
_, out_ptr = out_ptr.go_right()
|
||||||
|
elif from_side == Direction.RIGHT:
|
||||||
|
from_side, ptr = ptr.go_up()
|
||||||
|
_, out_ptr = out_ptr.go_up()
|
||||||
|
|
||||||
|
if ptr is node.parent:
|
||||||
|
break
|
||||||
|
return out
|
||||||
|
|
||||||
|
def bind_variables(node: Node) -> None:
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if not isinstance(node, Node):
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raise TypeError(f"I don't know what to do with a {type(node)}")
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bound_variables = {}
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for s, n in node:
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if isinstance(n, Func):
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if s == Direction.UP:
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# Add this function's input to the table of bound variables.
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# If it is already there, raise an error.
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if (n.input.name in bound_variables):
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raise ReductionError(f"Bound variable name conflict: \"{n.input.name}\"")
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else:
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bound_variables[n.input.name] = Bound(n.input.name)
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n.input = bound_variables[n.input.name]
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# If output is a macro, swap it with a bound variable.
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if isinstance(n.left, Macro):
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if n.left.name in bound_variables:
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n.left = clone(bound_variables[n.left.name])
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elif s == Direction.LEFT:
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del bound_variables[n.input.name]
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elif isinstance(n, Call):
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if s == Direction.UP:
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# Bind macros
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if isinstance(n.left, Macro):
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if n.left.name in bound_variables:
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n.left = clone(bound_variables[n.left.name])
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if isinstance(n.right, Macro):
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if n.right.name in bound_variables:
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n.right = clone(bound_variables[n.right.name])
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# Apply a function.
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# Returns the function's output.
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def call_func(fn: Func, arg: Node):
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for s, n in fn:
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if isinstance(n, Bound):
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if n == fn.input:
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if n.parent is None:
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raise Exception("Tried to substitute a None bound variable.")
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if n.parent_side == Direction.LEFT:
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n.parent.left = clone(arg)
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else:
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n.parent.right = clone(arg)
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return fn.left
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# Do a single reduction step
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def reduce(node: Node, *, macro_table = {}) -> tuple[bool, Node]:
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if not isinstance(node, Node):
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raise TypeError(f"I can't reduce a {type(node)}")
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reduced = False
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out = node
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for s, n in out:
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if isinstance(n, Call):
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if s == Direction.UP:
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if isinstance(n.left, Func):
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if n.parent is None:
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out = call_func(n.left, n.right)
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out._set_parent(None, None)
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else:
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n.parent.left = call_func(n.left, n.right)
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reduced = True
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break
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elif isinstance(n.left, ExpandableEndNode):
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if isinstance(n.left, Macro):
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n.left = n.left.expand(macro_table = macro_table)
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else:
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n.left = n.left.expand()
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reduced = True
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break
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return reduced, out
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Reference in New Issue