Intèrpret Pas a Pas de Programació Funcional (BHCt)

Un intèrpret educatiu i interactiu pas a pas per a un subconjunt del llenguatge Haskell, desenvolupat íntegrament en Haskell i gestionat amb Cabal.

Aquest projecte neix amb l'objectiu de fer transparent la "màgia" dels compiladors funcionals tradicionals. Exposa detalladament el procés intern d'inferència de tipus i imprimeix la traça d'execució pas a pas de l'avaluació mandrosa (lazy evaluation) mitjançant la reducció de grafs.

Estructura del Projecte

• bhct.cabal - Configuració de construcció i dependències de Cabal.
• HSParser.hs - Analitzador lèxic i sintàctic construït des de zero basat en combinadors de parsers monàdics.
• HSTipus.hs - Definicions de l'Arbre de Sintaxi Abstracta (AST) i de les estructures algebraiques de tipus.
• HSInferenciaTipus.hs - Motor d'inferència de tipus basat en l'algorisme de Hindley-Milner, amb unificació de Robinson i protecció Occurs Check.
• HSDef.hs - Declaració del mapa de memòria (Heap pur), definició de les adreces del graf i registre de Supercombinadors.
• HSEval.hs - Motor d'avaluació mandrosa, basat en Spine Unwinding (exploració del camí esquerre) i reducció de grafs.
• BHCt.hs - Punt d'entrada principal (REPL) per a la interacció per línia de comandes.

Primers Passos

Per arrencar l'intèrpret interactiu, executa la següent comanda a l'arrel del projecte:

cabal run

Un cop dins de l'intèrpret (bhct> ), tens diverses eines a la teva disposició:

1. Definició de funcions (Bindings): Pots definir funcions lineals o amb guàrdies directament a la consola.

bhct> suma x y = x + y
bhct> factorial n | n == 0 = 1 | otherwise = n * factorial (n - 1)

2. Inspecció de Tipus (:t): Avalua estàticament l'expressió i en dedueix el tipus més general (polimòrfic).

bhct> :t (\x -> x + x)
Int -> Int

bhct> id x = x

bhct> :t id
t6.8 -> t6.8

bhct> (.) f g x = f (g x) 

bhct> :t (.)
(t16.18 -> t17.18) -> (t12.18 -> t16.18) -> t12.18 -> t17.18

3. Inspecció de l'AST (:a): Mostra la representació interna de l'arbre de sintaxi abans de convertir-lo en graf.

bhct> :a (+) 2 3
App (App (Var "+") (Val 2)) (Val 3)

4. Avaluació Pas a Pas: Introdueix qualsevol expressió per veure la seva seqüència de reducció (com col·lapsa el graf a cada pas fins arribar a la Forma Normal de Cap Feble - WHNF).

bhct> (\x y -> x * y) 2 3
(\x y -> (*) x y) 2 3
(\y -> (*) 2 y) 3
(*) 2 3
6

Característiques Actuals

• Anàlisi Sintàctica Nativa: Construïda exclusivament amb combinadors monàdics, capaç de desugarejar aplicacions parcials (currying), lambdes aniuades i guàrdies lògiques (|).
• Inferència de Tipus Robusta: Sistema Hindley-Milner complet. Resol el polimorfisme paramètric generant variables fresques dinàmiques i atura l'execució d'expressions divergents gràcies al Occurs Check (prevenció de tipus infinits).
• Avaluació Mandrosa (Lazy Evaluation): El nucli redueix les expressions sota demanda mitjançant Spine Unwinding, compartint referències de memòria temporal mitjançant un Heap purificat basat en IntMap.
• Recursivitat Eficient: Implementació de Supercombinadors que permet resoldre funcions recursives de manera nativa al graf, evitant saturacions de l'AST.
• Transparència Educativa: Formatatge textual estètic de l'estat del graf a cada instant (hsprint) dissenyat expressament per seguir les beta-reduccions i el càlcul de les primitives.