emacs lisp 求值 eval 研究 (幾何畫板開發筆記 八)

對基礎的 lisp.h 的研究固然還沒完，該文件但是有 3700+ 行之多的。前幾篇基本只涉及了 15%？左右吧。
由於各部分之間是相互有關聯的，單獨看 lisp.h 文件也不可能理解其自身，因此在瞭解了很基本的 Lisp_Object,
Lisp_Symbol, Lisp_Cons 以後，咱們就能夠試着去研究一下 lisp 的核心：求值 eval() 了。

在研究以前，再略微囉嗦一點，Lisp 語言中有著名的 REPL -- Read,Eval,Print,Loop 循環，（固然
其它腳本語言中也有。。。），其中 eval 負責對讀入的表達式進行求值，print 負責打印求值結果，
顧名思義 read 負責讀入表達式。這個表達式就是著名的 s-expr。固然 read, print 部分咱們只能先
假設已經存在而且按咱們的願望運轉，這樣咱們就能專心研究 eval 部分了。

 

從外部來看，在讀取一個表達式 form 後，調用函數 Feval(form, ...) 進行求值。因爲 Feval() 中僅是
設置了一下詞法環境（稍後再研究的），而後調用主要求值函數 eval_sub() 進行求值，所以咱們主要
從函數 eval_sub(form) 開始。 

Lisp_Object eval_sub(Lisp_Object form) {
   if (form 是 symbol) 對 symbol 求值並返回。
   if (form 是 atom) 返回 atom 自身，由於 lisp 求值規則 atom 求值爲自身。
   不然 form 一定是一個列表（list），對該列表求值，當作函數調用（或宏）。
}

爲研究這個函數，對 lisp 求值規則的瞭解是不可少的。首先，對 symbol 的求值，就是獲得該
symbol 綁定的值，通常而言就是 Lisp_Symbol 結構中的 value 值。若是有詞法綁定，會略微複雜
一點，咱們將詞法綁定相關的部分放到研究函數(lambda)的時候再細究。

次之，是對 atom 的求值，在 lisp 中，數字（整數、浮點數等）、字符串、字符等非 list 的對象
都是 atom，它們求值返回其自身。

最複雜的是對 list 的求值，list 是由 Lisp_Cons 點對單元構成的單鏈表，car 槽存放值，cdr 槽存放
鏈表剩餘部分。當對一個 list 求值的時候，列表的第一項被當作是函數（或宏），列表的剩餘部分被
做爲是函數的參數。

例如，咱們以 lisp 表達式 (+ 3 4) 爲例，該 form 求值爲 3+4 即 7.

第一步，得到此 form 的第一個元素，若是該元素是一個 symbol 則獲得該 symbol 的函數：

Lisp_Object original_fun = XCAR(form);   // 即獲得 +那個 Lisp_Symbol
// 中間一些關於 gc, stack backtrace, debug 等暫時略，之後詳細說明。
Lisp_Object fun = XSYMBOL (original_fun) -> function;  // 獲得該符號綁定的函數

這裏 ‘+’ 對應 +符號，在 emacs lisp 初始化的時候構造此符號，並將函數(function)
Fadd() 綁定到該‘+’ 符號。 Fadd() 函數負責執行數學加法。具體初始化過程之後詳述。

第二步：根據第一個元素（若是是函數則獲得其函數對象 fun），有三種處理分支：
   (a) 是 lisp 內建函數(builtin, primitive)或原語(special operator)，則調用該函數對應的
        實現 C 函數。
   (b) 是編譯以後的字節碼(compiled bytecode)，咱們之後研究 emacs lisp 編譯的時候再看。
   (c) 若是第一個元素不是 symbol，那就必須是一個 list，不然報錯。到第四步詳述。

第三步：執行 lisp 內建函數，或原語。
   這一執行過程須要展開描述，咱們下面敘述。

第四步：fun 是一個 list，則取出這個 list 的第一個元素：
   Lisp_Object funcar = XCAR (fun)
並根據這個元素是 lambda, macro, autoload 的不一樣而執行。若是不是這些則報錯。

最後，上面各步驟或分支的執行結果爲一個 Lisp_Object, 做爲結果值返回。

因此，這裏的關鍵是第三和第四（3、四是分支）的狀況。

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因爲 eval() 較複雜，第3、四步咱們下一篇繼續研究。