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►5 实现
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5.1 基于Racket编程语言而实现的原因
5.1.1 Racket编程语言特性概览
5.1.2 Racket 编程语言的开发原则
5.1.3 Racket的显著优点
5.2 名语言
5.2.1 语法：S-表达式
5.2.2 汉字造字法：基于其发展出的数据结构名
5.2.3 函数命名规则：基于汉字造字法和汉语组词规范发展出的一种轻量级类型指 示方法
5.2.4 翻译程序
5.2.5 文档程序
5.2.6 扩展库
5.2.7 目录结构
5.2.8 核心库
5.2.9 代码实例展示
8.8
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5 实现

本章将阐述如何把汉语和汉字融入进 Lisp的S-表达式的语法中并发挥 出汉字汉语的优势（名语言要如何设计实现）。

5.1 基于Racket编程语言而实现的原因

5.1.1 Racket编程语言特性概览

Racket（原名 PLT Scheme）是个通用、多范型，属于Lisp家族的函数式 程序设计语言，它的设计目之一是为了提供一种用于创造设计与实现其它编程 语言的平台，Racket被用于脚本程序设计、通用程序设计、计算机科学教育和 学术研究等不同领域。

Racket有一个实现平台，包含了执行环境、函数库、即时编译器（JIT compiler）等等，还有提供一个以Racket本身写成的开发环境DrRacket（原 名 DrScheme）。

Racket平台的发行版本是免费且开放源代码的，以GNU宽通用公共许可 证授权发行，所有由社群所编写的扩展和包都会被上传到PLaneT（一个网页包 发布系统）。

基于Racket实现的Scribble可以用来构建HTML或PDF（依赖 LaTeX），Racket官方文档就是基于这个语言来编写的。 Racket从8.0的版本开始，将默认的编译和运行系统从Racket BC改为了Racket CS[matthew21]， RacketCS基于Chez Scheme编程语言[dybvig09][dybvig22]的实现，Chez Scheme是一个由R. Kent Dybvig开发的Scheme实现，Chez Scheme是最 快的可用的Scheme实现之一，于1985年首次发布，在2016年5月13日随 着被思科公司收购而变为开源软件。

5.1.2 Racket 编程语言的开发原则

Racket 的开发基于以下原则：

  • 编程语言的目的是表述和解决问题，这一过程通常在特定的情境中发 生，该情境有一定的描述语言，因此Racket应该是能够创制新编程语 言的编程语言；

  • 基于上述的表述问题的方式，问题系统可视为多语言的相互联系的组件 的集合，Racket应当能够提供足够的保护机制，允许实现各种语言的完 26整特性；

  • 与问题解决相关的在语言之外的机制，如项目和资源的管理，也可被 Racket转换为语言构造。

5.1.3 Racket的显著优点

总体来说，Racket的以下特点令其非常适合用于实现汉语编程语言：

  • Racket编程语言的设计初衷就是要提供一种用于创造设计与实现其它编 程语言的平台，其势必已经有了丰富的为实现编程语言而所需的各种特 性；

  • Racket编程语言已经被广泛的应用于了计算机科学教育和学术研究等领 域，这有利于获取学术领域最新的研究成果并有利于新研究成果的传 播；

  • Racket编程语言是Scheme的方言，Scheme是Lisp的方言，Racket 继承并发展了Lisp和Scheme的S-表达式语法，S-表达式的极简语法 使得新实现不需要关注语法的实现，并给汉语留下了极大的语义层面上 的发挥空间；

  • Racket是Scheme语言的实现方言里面函数库最为丰富的实现之一；

  • Racket编程语言的文档API是基于其自身而实现的一个称之为 Scribble的编程语言的，这令汉语编程语言的实现文档可以基于 Scribble语言并与原文档做无缝链接跳转。

5.2 名语言

为叙述方便和代码实现上的方便，上文所述“基于 Lisp的S-表达式而实现 的汉语编程语言”我们将在下文统一称之为“名语言”。

“名”有命名之意，即对编程语言里面的抽象概念在自然语言层面上的赋名 化。

5.2.1 语法：S-表达式

因为是基于Lisp的S-表达式而实现的汉语编程语言，S-表达式的极简语法 使得新实现不需要关注语法的实现，并给汉语留下了极大的语义层面上的发挥 空间，所以名语言的语法采用S-表达式。

相较于现今主流的编程语言，名语言的语法遗传自Lisp编程语言，是极其 简单的，称为S-表达式：

  • 它首先由括号约定执行优先级；

  • 然后由每个括号中的第一个字词表示此括号内容的含义（称为前缀表达 式）。

为方便理解，我们简单的罗列一些示例：

代码释意

名语言代码

1+1+1

(+ 1 1 1)

1+2-3

(- (+ 1 2) 3)

2x(3+(5x4))

(* 2 (+ 3 (* 5 4)))

如果1+1=2，则返回3，否则返回4

(若 (= (+ 1 1) 2) 3 4)

5.2.2 汉字造字法：基于其发展出的数据结构名

毋庸置疑，数据结构是编程语言的基石。

名语言的数据结构可以直接借用Racket语言的内部数据结构，Racket因为用 于学术研究领域的原因，拥有非常多的数据结构，如：Equality、Strings、 Booleans、Characters、Numbers、SymbolsStrings、Byte、Regular Expressions、 Keywords 、Pairs and Lists、Mutable Pairs and Lists、 Vectors、Stencil Vectors、Boxes、Hash Tables、Sequences andStreams、 Dictionaries、Sets、Procedures 等。

这些数据结构从形式上来看，都是基于Lisp的S-表达式和链表的， 彼此之间高度类似且相互之间存在着演变关系，比如：

名语言发挥了中文汉字表象、归类、属性指示的特长和汉字图形化、抽象化 表意的优势而发展了一套更具系统化和结构化的命名系统：

英文单词名

英文创建函数实例

Racket表示法

中文创建函数实例

中文字符名

pair

(cons 1 2)

'(1 . 2)

(双 1 2)

双

list

(list 1 2 3)

'(1 2 3)

(􏿴 1 2 3)

􏿴

list*

(list* 1 2 3)

'(1 2 . 3)

(􏿫 1 2 3)

􏿫

circular-list

(circular-list 1 2 3)

"#0='(1 2 3 . #0#)"

(􏿮 1 2 3)

􏿮

vector

(vector 1 2 3)

'#(1 2 3)

(􏿲 1 2 3)

􏿲

association list

(list (cons 1 2) (cons 3 4))

'((1 . 2) (3 . 4))

(􏿳 1 2 3 4)

􏿳

hash

(hash 1 2 3 4)

'#hash((1 . 2) (3 . 4))

(􏿱 1 2 3 4)

􏿱

如上表所示，从Racket示例中看Racket内部的数据结构 pair、list、vector、association list、hash会发现，它们形态虽有不同但是 却在形式上存在着关系。实际上这主要是因为它们大多都是链表结构的变形。

中文化的单字命名，突出了数据结构之间的演变关系，并且令代码显得更加简 洁工整。

名语言的如上命名示例，演示了汉语命名Lisp编程语言内部数据结构概念的一种思 维方法：

如果我们把“又”看成是编程中数据的概念抽象的话，通过以上表内容， 我们就可以明白要如何用汉字的造字法来的表达LISP语言里面的 固有概念。并且我们能看到，较之英文，汉字的表达是更能体现出这些抽象的 数据结构概念之间的逻辑关系的。

5.2.3 函数命名规则：基于汉字造字法和汉语组词规范发展出的一种轻量级类型指 示方法

对于Lisp语言，比如Racket语言：

  • 函数在 Racket 中特别的称之为“例程”（Procedure），是其最为重要 的一个概念，函数可以用来处理数据；

  • 此外的类似逻辑处理的部分，有一个称之为“语法”（Syntax）概念来 对代码进行形式转换。

Racket作为一种动态编程语言，在代码的书写中并无类型指代，虽然已经 有了基于Racket语言的扩展类型系统库，称为Typed Racket。

而名语言是依附于动态编程的，除了造字方法来优化Racket编程语言里面已有 的抽象数据概念外，与此同时发挥了汉字造字法的精神和文言文精简化、浓缩化的优点， 对于函数命名，名语言也引入发展了一套通过函数名暗示输入参数类型和输出 参数类型的方法。

对于名语言，中文的单字表意特性更利于构造命名，中文化有利于Lisp代 码更易被读懂的关键就是把函数的命名规范化，给予函数命名一种命名规则。

函数名的命名规则，在名语言的官方API文档上有详细记述, 比如 双和􏿴的例程命名规则。以下是提炼：

总则：

规则

解释

示例

单字例程名且带有“亻”偏旁

表示例程入参和出参的数据类型相同（且数据内容也部分相同）

佐、佑、攸

例程名字中包含“/入”

表示例程的入参并非常规数据，而是一个函数例程或是匿名函数

佐/入、攸/入、消/入

例程名字中包含“/以”

用于提示例程的入参数据类型

诗修!/以它段

例程名字中包含“/成”的

用于提示例程的输出结果是某一类型

/成诗、/成词

具体库的规则： 除总命名规则外，对于具体的库，会有额外的规则。比如对于pair和list 的汉化库，另有：

函数名规则

含义

对进出参的影响

单字函数名且字包含上偏旁“㐅”

删除、移走、去掉

仅对数据内容产生影响

单字函数名且字包含左偏旁“亻”

相似者（返回相似之数据）

出参数据与进参数据相比，类型相同且内容类似

单字函数名且字包含右偏旁“阝”

部分一样者（返回部分相同之数据）

出参数据与进参数据相比，类型相同且前者是后者的一部分

词语函数名以“分”结尾或包含“分/”

切分(返回复值数据)

出参数据为复值

词语函数名以“*”结尾或包含“*/”

加强力度

仅对数据内容产生影响

5.2.4 翻译程序

因为语法和数据结构是和Racket语言相同的，名语言将会利用Racket语 言的内部特性建立一个翻译层程序，将中文命名转译为Racket语言。

又因为Racket语言拥有非常良好的模块关系，名语言可以针对Racket语 言的标准库、扩展库来进行中英文的翻译映射。

另又因Racket语言的函数编程特性，翻译可以被轻松的作为扩展库而被重 新引入进Racket语言并被使用。

5.2.5 文档程序

因为翻译程序的设计，名语言内部必然是存在一个个中英文映射表的，又因 Racket语言的编写文档所基于的Scribble语言本质上是一个Racket语言的 库，因此名语言可以基于Scribble语言实现并和Racket语言的官方文档进行 无缝衔接跳转，以利于名语言文档的查看和溯源。

5.2.6 扩展库

因为Racket语言实质上是Scheme语言的方言，Scheme遵从一种极简哲 学，所有的代码可以回归到最基础的几个函数定义上，这为名语言的汉化提供 了极大便利：

  • 在不完全汉化的前提下，名语言可以作为函数库被引入Racket部分的 使用；

  • 在不完全汉化的前提下，可以基于名语言来写自身的扩展库，只要扩展 库所使用的Racket库是已经汉化了的；

  • Racket遵从Scheme的极间原则，此原则为将来名语言在底层上摆脱 Racket甚至Scheme提供了条件：当名语言完成Racket和Scheme编 程语言全部的编程概念本地化后，条件即成熟。

5.2.7 目录结构

目录

解释

/*

名语言核心库

mapping/*

中英文映射表（按库结构设子目录）

mapping/racket/*Racket

库的中英文映射表（按库结构设子目录）

racket/*

Raket库的名化库（会自动从中英文映射表中提取翻译）

private/scribble-styles/*

字体以及HTML文档的样式代码

scribble/*

生成 HTML文档的原始代码（会自动从中英文映射表中提取翻译）

doc/*

scribble源代码所生成的 HTML文档（可使用浏览器打开文件以阅读文档）

5.2.8 核心库

名语言的核心库是 名语言的核心代码，主要包含：

  • ming/core：用于为名语言名化（汉化）一个Racket库的，核心为一个用Racket编程语言实现的称之为mingize的函数。

  • ming/scribble：用来从名语言的翻译表中生成翻译文档的，核心分别为用Racket语言实现的defchinesize和defmapping函数。

  • mapping-lang：名语言为了借用Racket的标准库，需要做大量的翻译。又因翻译文件重在数据，其代码逻辑比较简单，故此另外实现了一个简单的模板用以编写翻译映射表。

5.2.9 代码实例展示

名语言的官方API文档中有详细说明，这里不再赘述。

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