;; вычислить (- n 1), аргумент factorial (assign proc (op lookup-variable-value) (const -) (reg env)) (assign val (const 1)) (assign argl (op list) (reg val))

(assign val (op lookup-variable-value) (const n) (reg env)) (assign argl (op cons) (reg val) (reg argl)) (test (op primitive-procedure?) (reg proc)) (branch (label primitive-branch8)) compiled-branch7

(assign continue (label after-call6))

(assign val (op compiled-procedure-entry) (reg proc)) (goto (reg val)) primitive-branch8

(assign val (op apply-primitive-procedure) (reg proc) (reg argl))

after-call6 ; теперь в val содержится результат (- n 1)

(assign argl (op list) (reg val))

(restore proc) ; восстановить factorial ;; применить factorial

(test (op primitive-procedure?) (reg proc))

(branch (label primitive-branch11)) compiled-branch10

(assign continue (label after-call9))

(assign val (op compiled-procedure-entry) (reg proc)) (goto (reg val)) primitive-branch11

(assign val (op apply-primitive-procedure) (reg proc) (reg argl))

after-call9; теперь val содержит результат (factorial (- n 1))

(restore argl) ; восстановить частичный список аргументов для *

(assign argl (op cons) (reg val) (reg argl))

(restore proc) ; восстановить *

(restore continue) ;; применить * и вернуть его результат

(test (op primitive-procedure?) (reg proc))

(branch (label primitive-branch14)) compiled-branch13 ;; обратите внимание: скомпилированная процедура здесь зовется ;; с хвостовой рекурсией

(assign val (op compiled-procedure-entry) (reg proc))

(goto (reg val)) primitive-branch14

(assign val (op apply-primitive-procedure) (reg proc) (reg argl))

(goto (reg continue))

after-call12

after-if3 after-lambda1 ;; присвоить процедуру переменной factorial (perform

(op define-variable!) (const factorial) (reg val) (reg env)) (assign val (const ok))

Рис. 5.17: Скомпилированный код определения процедуры factorial. Продолжение.

Упражнение 5.33.

Рассмотрим следующее определение процедуры для вычисления факториала, которое незначительно отличается от рассмотренного в тексте:

(define (factorial-alt n) (if (= n 1)

1

(* n (factorial-alt (- n 1)))))

Скомпилируйте эту процедуру и сравните получившийся код с кодом для factorial. Объясните обнаруженные различия. Есть ли разница в эффективности программ?

Упражнение 5.34.

Скомпилируйте итеративную процедуру вычисления факториала:

(define (factorial n)

(define (iter product counter) (if (> counter n) product

(iter (* counter product) (+ counter 1))))

(iter 1 1))

Прокомментируйте полученный код и покажите существенное различие между кодом для итеративной и рекурсивной версий factorial, благодаря которому один процесс наращивает глубину стека, а второй выполняется при фиксированной глубине.

Упражнение 5.35.

При компиляции какого выражения был получен код на рисунке 5.18? Упражнение 5.36.

Какой порядок вычисления задает наш компилятор для операндов комбинации - слева направо, справа налево, или какой-либо иной? Где в компиляторе задается этот порядок? Измените компилятор так, чтобы он порождал какой-нибудь другой порядок вычисления. (См. обсуждение порядка вычисления для вычислителя с явным управлением из раздела 5.4.1.) Как смена порядка вычисления операндов влияет на эффективность кода, который строит список аргументов?

Упражнение 5.37.

Вот один из способов понять, как механизм preserving оптимизирует использование стека: рассмотреть, какие дополнительные операции порождались бы, если бы мы этот механизм не использовали. Измените preserving так, чтобы операции save и restore порождались всегда. Скомпилируйте несколько простых выражений и отметьте ненужные операции со стеком, которые станут порождаться. Сравните этот код с тем, который порождается, если механизм preserving присутствует.

Упражнение 5.38.

Наш компилятор тщательно избегает ненужных операций со стеком, но с точки зрения перевода вызовов элементарных процедур языка в операции машины он очень слаб. Рассмотрим, например, сколько кода порождается для вычисления (+ a 1) : код порождает список аргументов в argl, помещает элементарную процедуру сложения (которую он находит через поиск символа + в окружении) в proc, затем проверяет, является ли эта процедура элементарной или составной. Компилятор всегда порождает код этой проверки, а также код для ветви элементарной процедуры и ветви составной процедуры

(assign val (op make-compiled-procedure) (label entry16)

(reg env))

(goto (label after-lambda15)) entry16

(assign env (op compiled-procedure-env) (reg proc)) (assign env

(op extend-environment) (const (x)) (reg argl) (reg env)) (assign proc (op lookup-variable-value) (const +) (reg env)) (save continue) (save proc) (save env)

(assign proc (op lookup-variable-value) (const g) (reg env)) (save proc)

(assign proc (op lookup-variable-value) (const +) (reg env))

(assign val (const 2))

(assign argl (op list) (reg val))

(assign val (op lookup-variable-value) (const x) (reg env))

(assign argl (op cons) (reg val) (reg argl))

(test (op primitive-procedure?) (reg proc))

(branch (label primitive-branch19)) compiled-branch18

(assign continue (label after-call17))

(assign val (op compiled-procedure-entry) (reg proc))

(goto (reg val)) primitive-branch19

(assign val (op apply-primitive-procedure) (reg proc) (reg argl)) after-call17

(assign argl (op list) (reg val))

(restore proc)

(test (op primitive-procedure?) (reg proc))

(branch (label primitive-branch22)) compiled-branch21

(assign continue (label after-call20))

(assign val (op compiled-procedure-entry) (reg proc))

(goto (reg val)) primitive-branch22

(assign val (op apply-primitive-procedure) (reg proc) (reg argl))

Рис. 5.18: Пример вывода компилятора. См. упражнение 5.35. (Продолжение на следующей странице.)