在 Lua 中调用/抄送 - 可能吗？

Question

Continuation 上的维基百科文章说：
“在任何支持闭包的语言中，都可以编写连续传递风格的程序并手动实现 call/cc。”

要么是真的，我需要知道该怎么做，要么是不正确的，需要更正该陈述。

如果这是真的，请告诉我如何在 Lua 中实现 call/cc，因为我看不到如何实现。

我想如果 Lua 有 coroutine.clone 函数，如here 所述，我可以手动实现 call/cc。

如果闭包不足以实现 call/cc 那么还需要什么？

下面的文字是可选的阅读。
P.S.：Lua 的协程表有一次性延续。 coroutine.clone 函数将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，该克隆功能在 Lua 中不存在。 Lua IRC 频道上有人建议我使用 Pluto 库（它实现序列化）来编组一个协程，复制它，然后解组它并再次使用它。虽然这可能会奏效，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允许其手动实现。 p>

编辑 1： 好的，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方法。请看下面的代码。第一个是 Scheme 中的程序，第二个是同一个程序，但在 Lua 中。
希望这会帮助我们。我相信我们已经非常接近了。

P.S.：这些示例取自the Wikipedia article on CallCC 上的第一个示例。 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...

我正在使用适用于 Windows 的 DrScheme 和 Lua - 对于任何想要帮助解决这些问题的人来说，这是两个易于下载和安装的工具。

Answer 1

根据维基百科的引述，手动实现 call/cc 有两个先决条件：

1. 语言必须支持闭包
2. 您必须以连续传递样式 (CPS) 编写程序

我怀疑你不会喜欢 #2。

以连续传递风格编写程序：

1. 每个函数都必须有一个延续参数
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

顶层可能使用print 作为其延续，因此在顶层调用multiplyadd 如下所示：

multiplyadd(print, 2, 4, 1)

有了这个脚手架，我们可以将 call/cc 定义为

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

请注意，上述multiplyadd 实际上是作弊，因为* 和+ 不在CPS 中。以 CPS 形式添加所有运算符，将所有 Lua 库函数替换为 CPS 等效项，并将所有代码翻译/生成到 CPS 是非常繁琐的；见details here。

Answer 2

我猜你忘记了在连续传递中编写程序的部分 风格。一旦你这样做了， call/cc 是微不足道的（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（调用/cc 包括）。

PS：除了闭包，你还需要适当的尾调用来继续编程 传递风格。

Answer 3

回答有关 Lua 中 call/cc 计划的问题：Lua 中没有 call/cc 计划。捕获一个延续要么太昂贵，要么需要一些代码分析，远远超出了 Lua 编译器的能力。还有一个问题是 Lua 延续可能包含 C 中的部分。

但是，使用协程，我们已经可以在 Lua 中实现 call/cc1（一次性延续）。这对于许多延续的使用来说已经足够了。

Answer 4

关键词是

可以以延续传递风格实现程序

（强调我的。）您通过采用常规的“直接式”程序并通过称为CPS 转换的程序转换将它们转换为连续传递式（CPS）来做到这一点。关键是call/cc的CPS变换是一个简单的函数。

这对程序员来说并不实用。 CPS 变换有两个用途：

• 作为研究语言特征，尤其是控制算子的理论思想
• 作为使用 CPS 作为中间语言的编译器的传递

您不想在 Lua 代码上进行 CPS 转换，尤其是手动转换。

Answer 5

有可能： TypeScript 到 Lua 编译器 https://github.com/roblox-ts/roblox-ts + 在 JS 中调用-cc https://github.com/zaoqi/callcc.js/blob/master/callcc.js

Answer 6

这是我的 cps-convert in scheme，只需将您要转换的每个函数都传递给它。

(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)))