Por que a flexibilidade de Forth torna uma gramática inadequada?

Recentemente, assumi a tarefa de escrever uma linguagem de programação baseada em pilha. Antes de começar a projetar meu idioma, pensei que seria uma boa ideia ler e experimentar idiomas existentes baseados em pilha.

Isso me leva ao tópico deste post. Eu estava lendo o artigo da Wikipedia sobre Forth , uma linguagem baseada em pilha que usa expressões de estilo postfix. No artigo, vi a seguinte declaração:

A flexibilidade de Forth torna inadequada uma gramática estática de BNF e não possui um compilador monolítico. Estender o compilador requer apenas escrever uma nova palavra, em vez de modificar uma gramática e alterar a implementação subjacente.

No meu entender, no quarto idioma, o termo "palavra" parece ser basicamente sinônimo de "sub-rotina". Diante disso, a afirmação acima parece estranha. Por que exatamente a capacidade de criar novas funções no Forth tornaria inadequada uma gramática formal do Forth? Por que você precisaria reescrever a gramática para cada nova sub-rotina definida? Como escrever uma nova palavra no ambiente constitui estender o compilador? A declaração acima parece semelhante a dizer que uma gramática formal é inadequada para o Python porque você pode definir novas funções.

Na verdade, eu decidi tentar escrever uma gramática no estilo BNF para um subconjunto simples de Forth abaixo:

program        ::= stmt+
stmt           ::= func | expr
func           ::= ':' expr+ ';'
expr           ::= INTEGER | word
word           ::= ('+' | '-' | '*' | '/' )

A gramática acima parece cobrir um subconjunto válido de declarações anteriores, e não parece tão difícil de estender para cobrir todas as declarações válidas no idioma anterior. Além disso, se o analisador de um compilador implementa a gramática acima, não consigo ver como o compilador seria estendido. O compilador simplesmente adiciona novas palavras ao seu ambiente . Somente o ambiente é alterado. Quase parece que o trecho acima da Wikipedia está confundindo o código subjacente que compõe o compilador (que não muda) com o ambiente do compilador (que muda).

Em resumo, por que a habilidade de Forth em definir novas palavras (sub-rotinas) torna inadequado para uma gramática escrita?

compiler syntax grammar stack-oriented forth Christian Dean
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"Inadequado" é uma palavra forte neste contexto. Uma palavra melhor provavelmente seria "desnecessária".

Robert Harvey

Ah, tudo bem, @RobertHarvery. No entanto, se fosse esse o caso, o trecho que citei parece se aplicar à maioria dos idiomas. Tecnicamente, uma gramática nunca é necessária , mas é bom ter uma - especialmente quando analisadores de escrita à mão.

Christian Dean

Mas na maioria dos idiomas, o analisador não é uma biblioteca de tempo de execução simples que pode ser alterada pelo código do usuário, afetando como a próxima linha é analisada.

Jörg W Mittag

Respostas:

Uma palavra "normal" é basicamente apenas uma sub-rotina.

... mas você pode escrever uma palavra definidora definida pelo usuário , que altera o funcionamento do compilador. Por exemplo, uma definição normalmente começa com dois pontos (":") e termina com ponto e vírgula (";"). Mas se você quiser, pode (por exemplo) alterar o que os dois pontos fazem e, no processo, alterar como uma definição de palavra é "compilada", alterando assim o funcionamento do compilador e alterando a gramática do idioma que está sendo reconhecido.

É por isso que está dizendo que uma gramática é inadequada - a gramática pode literalmente mudar de uma parte do programa para outra. O carregamento de um dicionário pode alterar não apenas as sub-rotinas cujos nomes são reconhecidos atualmente, mas também a gramática analisada quando você define uma nova palavra.

Jerry Coffin
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Você tem certeza de que essa propriedade de Forth realmente altera a gramática e não apenas a semântica?

Doc Brown

@DocBrown: A maioria das pessoas que usam o Forth gosta bastante, então geralmente fazem apenas as alterações mínimas necessárias para a tarefa em questão. Alguém que fosse ambicioso (e louco) o suficiente poderia mudar completamente a sintaxe se quisesse - como usar notação infix em vez de postfix, se quisesse o suficiente.

Jerry Coffin

@DocBrown Que tipo de gramática você poderia escrever que me permitisse escrever um intérprete C em Forth e depois mudar repentinamente para C no meio do programa?

user253751

@immibis: bem, minha pergunta é - Forth realmente permite algo assim? A partir desse artigo vinculado, isso não é inerentemente claro para mim.

Doc Brown

@DocBrown Sim, sim. Você pode executar seu código em tempo de compilação, ou seja, se você quiser, pode assumir o controle completamente do compilador. Basicamente, você pode executar seu compilador / intérprete C no meio do quarto compilador / intérprete. (se você quer, eventualmente, voltar para Forth ou não é com você)

user253751

Em diante, você pode executar código em tempo de compilação.

Em particular, você pode executar um código que consome palavras da entrada. Por exemplo, você pode escrever um compilador C em Forth, chamá-lo em tempo de compilação e, em seguida, escrever o restante do seu programa em C.

Mais comumente, você pode definir palavras que leem argumentos do código-fonte. Tradicionalmente, você lia as palavras da mesma forma que o compilador, mas não é necessário.

Por exemplo, a ."palavra (que imprime uma string) não é lida até o próximo espaço, é lida até o próximo ". Se você tentar analisar o código : PRINTHELLO ." Hello ; : func2 world!" ;sem um caso especial .", descobrirá que ele não foi analisado corretamente.

Você certamente pode adicionar um caso especial para ."a sua gramática, mas a gramática ainda vai estar incorreta se o programador define a sua própria palavra como ."- por exemplo, aqui está um: : MY_PRINT POSTPONE ." ; IMMEDIATE. Esta palavra é equivalente a ."; Eu sei escrever MY_PRINT Hello ; world! "e sua gramática precisa ser capaz de analisá-la. Boa sorte com isso.

user253751
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