Lisp comum, 560 bytes
"Finalmente, encontrei um uso para PROGV".
(macrolet((w(S Z G #1=&optional(J Z))`(if(symbolp,S),Z(destructuring-bind(a b #1#c),S(if(eq a'L),G,J)))))(labels((r(S #1#(N 97))(w S(symbol-value s)(let((v(make-symbol(coerce`(,(code-char N))'string))))(progv`(,b,v)`(,v,v)`(L,v,(r c(1+ n)))))(let((F(r a N))(U(r b N)))(w F`(,F,U)(progv`(,b)`(,U)(r c N))))))(p()(do((c()(read-char()()#\)))q u)((eql c #\))u)(setf q(case c(#\S'(L x(L y(L z((x z)(y z))))))(#\K'(L x(L u x)))(#\I'(L a a))(#\((p)))u(if u`(,u,q)q))))(o(S)(w S(symbol-name S)(#2=format()"~A.~A"b(o c))(#2#()"~A(~A)"(o a)(o b)))))(lambda()(o(r(p))))))
Ungolfed
;; Bind S, K and I symbols to their lambda-calculus equivalent.
;;
;; L means lambda, and thus:
;;
;; - (L x S) is variable binding, i.e. "x.S"
;; - (F x) is function application
(define-symbol-macro S '(L x (L y (L z ((x z) (y z))))))
(define-symbol-macro K '(L x (L u x)))
(define-symbol-macro I '(L x x))
;; helper macro: used twice in R and once in O
(defmacro w (S sf lf &optional(af sf))
`(if (symbolp ,S) ,sf
(destructuring-bind(a b &optional c) ,S
(if (eq a 'L)
,lf
,af))))
;; R : beta-reduction
(defun r (S &optional (N 97))
(w S
(symbol-value s)
(let ((v(make-symbol(make-string 1 :initial-element(code-char N)))))
(progv`(,b,v)`(,v,v)
`(L ,v ,(r c (1+ n)))))
(let ((F (r a N))
(U (r b N)))
(w F`(,F,U)(progv`(,b)`(,U)(r c N))))))
;; P : parse from stream to lambda tree
(defun p (&optional (stream *standard-output*))
(loop for c = (read-char stream nil #\))
until (eql c #\))
for q = (case c (#\S S) (#\K K) (#\I I) (#\( (p stream)))
for u = q then `(,u ,q)
finally (return u)))
;; O : output lambda forms as strings
(defun o (S)
(w S
(princ-to-string S)
(format nil "~A.~A" b (o c))
(format nil (w b "(~A~A)" "(~A(~A))") (o a) (o b))))
Redução beta
As variáveis são ligadas dinamicamente durante a redução com os PROGVnovos símbolos Common Lisp, usando MAKE-SYMBOL. Isso permite evitar bem as colisões de nomes (por exemplo, sombreamento indesejável de variáveis associadas). Eu poderia ter usado GENSYM, mas queremos ter nomes fáceis de usar para símbolos. É por isso que os símbolos são nomeados com letras de aaté z(conforme permitido pela pergunta). Nrepresenta o código de caractere da próxima letra disponível no escopo atual e começa com 97, também conhecido como a.
Aqui está uma versão mais legível de R(sem a Wmacro):
(defun beta-reduce (S &optional (N 97))
(if (symbolp s)
(symbol-value s)
(if (eq (car s) 'L)
;; lambda
(let ((v (make-symbol (make-string 1 :initial-element (code-char N)))))
(progv (list (second s) v)(list v v)
`(L ,v ,(beta-reduce (third s) (1+ n)))))
(let ((fn (beta-reduce (first s) N))
(arg (beta-reduce (second s) N)))
(if (and(consp fn)(eq'L(car fn)))
(progv (list (second fn)) (list arg)
(beta-reduce (third fn) N))
`(,fn ,arg))))))
Resultados intermediários
Analisar a partir da string:
CL-USER> (p (make-string-input-stream "K(K(K(KK)))"))
((L X (L U X)) ((L X (L U X)) ((L X (L U X)) ((L X (L U X)) (L X (L U X))))))
Reduzir:
CL-USER> (r *)
(L #:|a| (L #:|a| (L #:|a| (L #:|a| (L #:|a| (L #:|b| #:|a|))))))
(Veja traço de execução)
Pretty-print:
CL-USER> (o *)
"a.a.a.a.a.b.a"
Testes
Eu reutilizo o mesmo conjunto de testes que a resposta do Python:
Input Output Python output (for comparison)
1. KSK a.b.c.a(c)(b(c)) a.b.c.a(c)(b(c))
2. SII a.a(a) a.a(a)
3. S(K(SI))K a.b.b(a) a.b.b(a)
4. S(S(KS)K)I a.b.a(a(b)) a.b.a(a(b))
5. S(S(KS)K)(S(S(KS)K)I) a.b.a(a(a(b))) a.b.a(a(a(b)))
6. K(K(K(KK))) a.a.a.a.a.b.a a.b.c.d.e.f.e
7. SII(SII) ERROR ERROR
O oitavo exemplo de teste é muito grande para a tabela acima:
8. SS(SS)(SS)
CL a.b.a(b)(c.b(c)(a(b)(c)))(a(b.a(b)(c.b(c)(a(b)(c))))(b))
Python a.b.a(b)(c.b(c)(a(b)(c)))(a(d.a(d)(e.d(e)(a(d)(e))))(b))
- EDIT Atualizei minha resposta para ter o mesmo comportamento de agrupamento da resposta do aditsu , porque custa menos bytes para escrever.
- A diferença restante pode ser visto para testes 6 e 8. O resultado
a.a.a.a.a.b.aestá correcta e não usam tanto letras como a resposta do Python, onde as ligações a a, b, ce dnão são referenciados.
atuação
O loop nos 7 testes aprovados acima e a coleta dos resultados são imediatos (saída da SBCL):
Evaluation took:
0.000 seconds of real time
0.000000 seconds of total run time (0.000000 user, 0.000000 system)
100.00% CPU
310,837 processor cycles
129,792 bytes consed
Fazer o mesmo teste centenas de vezes leva a ... "Armazenamento local de threads esgotado" na SBCL, devido a uma limitação conhecida em relação a variáveis especiais. Com o CCL, chamar a mesma suíte de testes 10000 vezes leva 3,33 segundos.