Lua 中的 call/cc - 可能吗？

Question

维基百科关于Continuation的文章说：
“在任何支持闭包的语言中，都可以以连续传递的方式编写程序并手动实现call/cc。”

要么这是真的，我需要知道如何去做，要么这不是真的，需要更正该说法。

如果这是真的，请告诉我如何在 Lua 中实现 call/cc，因为我不知道如何实现。

我想如果 Lua 有 coroutine.clone 函数，我就可以手动实现 call/cc，如 此处。

如果闭包不足以实现 call/cc 那么还需要什么呢？

下面的文字是可选阅读。
PS：Lua 的协程表有一次性延续。 coroutine.clone 函数允许我克隆它以多次调用它，从而有效地使 call/cc 成为可能（除非我误解了 call/cc）。然而 Lua 中不存在克隆功能。 Lua IRC 频道上的某人建议我使用 Pluto 库（它实现序列化）来封送协程，复制它，然后解封它并再次使用它。虽然这可能会起作用，但我更感兴趣的是 call/cc 的理论实现，以及找到一种语言需要具备的实际最小功能集，以便允许其手动实现。

编辑1：好吧，大家帮帮我，这花了我很长时间，因为我不知道任何方案，但我想出了一些可以帮助我们的东西。请看下面的代码。第一个是Scheme中的程序，第二个是相同的程序，但是是Lua中的。
希望这能帮助我们。我相信我们非常很接近。

PS：这些示例取自有关 CallCC 的维基百科文章。 方案版本

(define call/cc call-with-current-continuation)

; callcc CPS-transformed (thanks to the people from the #scheme channel at freenode.net)
(define cpscallcc
  (lambda (consumer k)
    (let ((cc (lambda (result) (k result))))
      (consumer cc k))))

; this is the continuation we will use to display the "returned" values
(define main-continuation
  (lambda (result)
    (display "--> ")
    (display result)
    (newline)))

; define f function non-CPS
(define (f return)
  (return 2)
  3)

; these are my past attempts at defining a CPS f function
;(define (cps-f return k)
;  (k (return 2)) 3)
;(define (cps-f return k)
;  (k (lambda ()
;       (return 2)
;       3)))

; this is what I came up with - I'm not sure if this is correctly CPS-transformed but I     believe so
(define (cps-f return k)
  (return 2)
  (k 3))

; call the non-CPS f function
(display (f (lambda (x) x))) ; displays 3
(newline)

; call the non-CPS f function with call/cc (I don't understand what this does)
(display (call/cc f)) ; displays 2
(newline)

; now call the CPS version of the f function
(cps-f (lambda (x) x) main-continuation)  ; displays --> 3

; now call the CPS version of the f function with the CPS version of call/cc
(cpscallcc cps-f main-continuation)  ; displays --> 2 but then it also displays --> 3 afterwards -> I'm not sure why it displays the 3 afterwards, as it should only display the 2 just like the non-CPS versions above

Lua版本

-- callcc CPS-version
cpscallcc = function(consumer, k)
    local cc = function(result)
        return k(result)  -- ?or k(result)
    end
    return consumer(cc, k)  -- ?or return consumer(cc,k)
end

-- define f function non-CPS
f = function(ret)
    ret(2)
    return 3
end

-- define f function CPS-version (again, not sure this is correct)
cps_f = function(ret, k)
    ret(2)
    k(3)
end

-- call the non-CPS f function
print(f(function(x) return x end))

-- we cant call the non-CPS f function with callcc because
-- Lua doesnt have callcc, but the line below displays the correct expected output (maybe by accident)
--cpscallcc(f, print)

-- now call the CPS version of the f function
cps_f( function(x) return x end, print )  -- displays 3

; now call the CPS version of the f function with the CPS version of call/cc
cpscallcc( cps_f, print) -- displays 2 and then 3 just like the Scheme version!!
-- so apparently the translation from Scheme to Lua is correct...

我正在使用 Windows 版的 DrScheme 和 Lua - 对于任何想要提供帮助的人来说，这是两个易于下载和安装的实用工具。

Answer 1

根据维基百科的引用，手动实现 call/cc 有两个先决条件：

1. 语言必须支持闭包
2. 您必须以连续传递风格 (CPS) 编写程序

我怀疑您不会喜欢#2。

要以延续传递风格编写程序：

1. 每个函数都必须采用延续参数
2. 函数必须通过调用其延续来返回

因此，使用 k 作为延续参数的名称，函数将如下所示

function multiplyadd(k, x, y, z) return k(x * y + z) end

：可能使用 print 作为其延续，因此在顶层调用 multiplyadd 看起来像：

multiplyadd(print, 2, 4, 1)

使用该脚手架，我们可以将 call/cc 定义为

function callcc(k,f) return f(k,k) end

注意上面的 multiplyadd< /code> 实际上作弊，因为 * 和 + 不在 CPS 中。以 CPS 形式添加所有运算符，用 CPS 等效项替换所有 Lua 库函数，并将所有代码翻译/生成为 CPS 是非常繁琐的；请参阅此处的详细信息。

Answer 2

我猜你忘记了关于在连续传递中编写程序的部分
风格。一旦你这样做了， call/cc 就变得微不足道了（在 Lua 或任何其他语言中），
因为延续将是所有函数的显式参数（call/cc
包括）。

PS：除了闭包之外，您还需要对连续程序进行适当的尾部调用
传递风格。

Answer 3

回答关于Lua中call/cc计划的问题： Lua中没有call/cc计划。捕获延续要么成本太高，要么需要一些远远超出 Lua 编译器能力范围的代码分析。还有一个问题是 Lua 延续可能包含 C 中的部分。

但是，通过协程，我们已经可以在 Lua 中实现 call/cc1 （一次性延续）。这对于延续的许多用途来说已经足够了。

Answer 4

关键短语是

可以以连续传递风格实现程序

（重点是我的。）您可以通过采用常规“直接风格”程序并通过程序转换将它们转换为连续传递风格（CPS）来实现这一点称为CPS 变换。关键是call/cc的CPS变换是一个简单的函数。

。 CPS 变换有两个用途：

• 作为研究语言特性（尤其是控制运算符）的理论思想
• 作为使用 CPS 作为中间语言的编译器中的一个通道

这对程序员来说不切实际 想要对 Lua 代码进行 CPS 转换，尤其是不要手动进行。

Answer 5

有可能：
TypeScript 到 Lua 编译器 https://github.com/roblox-ts/roblox-ts< /a> +
JS 中的 call-cc https://github.com/zaoqi/callcc .js/blob/master/callcc.js

Answer 6

这是我的 cps-convert 方案，只需将您想要转换的每个函数传递给它即可。

(define (cps-convert function . functions)
  # Since "help" is called at 2 different places...
  (define (help) (error "syntax: (cps-convert f1 f2 ...)"))
  # Single function converter
  (define (convert func)
    # "name" contains the function's name prefixed with "cps-"
    (let ([name (string->symbol
                          (string-append "cps-" (symbol->string func)))])
      # Dirty hack to define "cps-*" in the global environment
     `(eval '(begin
                   # Necessary to prevent the function from being evaluated
                   (define ,name #f)
                                # Magic
                   (set! ,name (lambda (k . args) (k (func args)))))
                 # Global environment
                 (interaction-environment))))
  # Prerequisite... Call help if condition not met
  (if (symbol? function)
      # function is a symbol
      (cond
        # If there is only one function to convert
        [(null? functions) (convert function)]
        # Else ensure every other "functions" are symbols and convert each
        [(every symbol? functions) (apply convert function functions)]
        # Oops! Condition not met!
        [else (help)])
      # Else clause from previous "if"
      (help)))