Hacker News Digest

Переписал Ghuloum-туториал на Python (~300 строк). Убрал читалку S-выражений и бинарный код — теперь текстовая ассемблерная печать.

Lambda-lifting требует:

• знать связанные переменные;
• собирать свободные переменные лямбд;
• накапливать создаваемые code-объекты.

Связывают let и lambda; для них обновляем окружение.

Lifter

class LambdaConverter:
    def __init__(self):
        self.labels = {}

    def convert(self, expr, bound, free):
        match expr:
            case int() | Char() | bool():
                return expr
            case str() if expr in bound or expr in BUILTINS:
                return expr
            case str():
                free.add(expr)
                return expr
            case ["if", t, c, a]:
                return ["if",
                        self.convert(t, bound, free),
                        self.convert(c, bound, free),
                        self.convert(a, bound, free)]

lift_lambdas запускает обход и возвращает (labels …).

Lambda

Лямбда:

• связывает параметры;
• выделяет код;
• захватывает внешнее окружение.

Пример:

(lambda () x)  ; x свободна

превращается в

(labels ((f0 (code () (x) x)))
  (closure f0 x))

Даже если x связан снаружи, внутри лямбды он считается свободным.

• Участники рекомендуют три современные книги по компиляторам, вдохновлённые статьёй Ghuloum: «Writing a C Compiler» (Sandler), «Essentials of Compilation» на Racket и Python (Siek).
• Обсуждали «lambda lifting»: преобразование, выносящее замыкания наверх, уменьшая их размер вплоть до полного исчезновения.
• Уточнили, что «lambda lifting» в статье связан с разделом 3.11 о сложных константах в Scheme.
• Разбирали, почему современный ИИ использует Python, а не Lisp: удобство как «клея» для C++/CUDA, упадок доли рынка Lisp и смена парадигмы ИИ.

Хвостовая рекурсия превращает рекурсию в цикл: компилятор заменяет вызов на безусловный jmp, поэтому стек не растёт.

Обычная рекурсия кладёт промежуточные значения в стек, тратит O(n) памяти и вытесняет кэш.
Цикл же держит результат в аккумуляторе, использует O(1) памяти и линейное время.

Ключевое правило хвостовой рекурсии:
вызов должен быть последним выражением функции. Тогда компилятор может выбросить текущий фрейм и передать управление напрямую.

Пример суммы списка

Обычная версия:

(define (sum l)
  (if (empty? l) 0
      (+ (first l) (sum (rest l)))))

Хвостовая версия:

(define (sum l acc)
  (if (empty? l) acc
      (sum (rest l) (+ acc (first l)))))

Аргументы l и acc перезаписываются «на месте», как переменные цикла.

Упражнение 1 — счётчик чётных/нечётных:

(define (even-odd l [e 0] [o 0])
  (if (empty? l) (cons e o)
      (let ([x (first l)])
        (if (even? x)
            (even-odd (rest l) (add1 e) o)
            (even-odd (rest l) e (add1 o))))))

Упражнение 2 — сглаживание дерева:
используйте аккумулятор-список и обход в обратном порядке, чтобы сохранить хвостовой вызов.

• Теоретически хвостовая рекурсия и циклы эквивалентны: любую хвостовую рекурсию можно превратить в цикл (и наоборот), но взаимно-рекурсивные функции требуют дополнительной работы.
• На практике циклы чаще проще для чтения и не ломают стек, тогда как хвостовая рекурсия нуждается в оптимизации (TCO), которую не все языки поддерживают (Python, V8 её нет).
• Некоторые языки (Scala, Clojure, F#) дают компромиссные конструкции (@tailrec, recur), сохраняющие функциональный стиль и гарантирующие отсутствие переполнения стека.
• Вместо явной хвостовой рекурсии часто достаточно высокоуровневых комбинаторов вроде fold/map, но они не всегда позволяют досрочный выход и могут расходовать O(N) памяти.
• Участники сходятся во мнении: владеть обоими подходами полезно, выбор зависит от языка, задачи и привычек команды.