XmlExpr.cs

   1 using System;
   2 using System.Collections;
   3 using System.Collections.Generic;
   4 using System.IO;
   5 using System.Xml;
   6
   7 namespace System.Xml.Expression
   8 {
   9   public class Xexpression
  10   {
  11     public static int debug_level = 0;
  12
  13     public struct Name : IEquatable<Name>
  14     {
  15       private static NameTable nt = new NameTable ();
  16
  17       private string name;
  18
  19       public Name (string str)
  20         {
  21           name = nt.Add (str);
  22         }
  23
  24       public static implicit operator Name (string str)
  25       {
  26         return new Name (str);
  27       }
  28
  29       public static implicit operator string (Name name)
  30       {
  31         return name.name;
  32       }
  33
  34       public static bool operator== (Name n1, Name n2)
  35         {
  36           return (object) n1.name == (object) n2.name;
  37         }
  38
  39       public static bool operator!= (Name n1, Name n2)
  40         {
  41           return (object) n1.name != (object) n2.name;
  42         }
  43
  44       public static bool operator== (Name n1, string n2)
  45         {
  46           return (object) n1.name == (object) n2;
  47         }
  48
  49       public static bool operator!= (Name n1, string n2)
  50         {
  51           return (object) n1.name != (object) n2;
  52         }
  53
  54       public static bool operator== (string n1, Name n2)
  55         {
  56           return (object) n1 == (object) n2.name;
  57         }
  58
  59       public static bool operator!= (string n1, Name n2)
  60         {
  61           return (object) n1 != (object) n2.name;
  62         }
  63
  64       public bool Equals (Name name)
  65       {
  66         return Object.ReferenceEquals (this.name, name.name);
  67       }
  68
  69       public override bool Equals (object obj)
  70       {
  71         return Object.ReferenceEquals (this.name, obj);
  72       }
  73
  74       public override int GetHashCode ()
  75       {
  76         return name.GetHashCode ();
  77       }
  78
  79       public static NameTable Table { get { return nt; } }
  80
  81       public override string ToString () { return name; }
  82     }
  83
  84     private static Name Nexpr = "expr";
  85
  86     private static Name Nfuncall = "funcall";
  87     private static Name Nvarref = "varref";
  88     private static Name Ninteger = "integer";
  89     private static Name Nstring = "string";
  90     private static Name Nsymbol = "symbol";
  91     private static Name Nlist = "list";
  92
  93     private static Name Ndefun = "defun";
  94     private static Name Nfname = "fname";
  95     private static Name Nargs = "args";
  96     private static Name Nargs_unevalled = "args-unevalled";
  97     private static Name Nfixed = "fixed";
  98     private static Name Noptional = "optional";
  99     private static Name Nrest = "rest";
 100
 101     private static Name Ndefvar = "defvar";
 102     private static Name Nvname = "vname";
 103     private static Name Ndescription = "description";
 104     private static Name Nrange = "range";
 105
 106     private static Name Nbreak = "break";
 107     private static Name Nreturn = "return";
 108
 109     internal abstract class Function
 110     {
 111       public Name name;
 112       public int min_arg, max_arg;
 113
 114       public Function () { }
 115
 116       public Function (Name name, int min_arg, int max_arg)
 117       {
 118         this.name = name;
 119         this.min_arg = min_arg;
 120         this.max_arg = max_arg;
 121       }
 122
 123       public abstract Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
 124
 125       public override string ToString ()
 126       {
 127         return name;
 128       }
 129
 130       internal class Subroutine : Function
 131       {
 132         public Builtin builtin;
 133         public bool setvar;
 134
 135         public Subroutine (Builtin builtin, Name name, bool setvar,
 136                            int min_arg, int max_arg)
 137           : base (name, min_arg, max_arg)
 138           {
 139             this.builtin = builtin;
 140           }
 141
 142         public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 143         {
 144           Term[] newargs = new Term[args.Length];
 145
 146           for (int i = 0; i < args.Length; i++)
 147             {
 148               newargs[i] = args[i].Eval (domain);
 149               if (domain.Thrown)
 150                 return newargs[i];
 151             }
 152           return builtin (domain, vari, newargs);
 153         }
 154       }
 155
 156       internal class SpecialForm : Function
 157       {
 158         public Builtin builtin;
 159
 160         public SpecialForm (Builtin builtin, Name name,
 161                             int min_arg, int max_arg)
 162           : base (name, min_arg, max_arg)
 163           {
 164             this.builtin = builtin;
 165           }
 166
 167         public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 168         {
 169           return builtin (domain, vari, args);
 170         }
 171       }
 172
 173       internal class Lambda : Function
 174       {
 175         internal bool args_evalled;
 176         internal Variable[] args;
 177         internal Term[] body;
 178
 179         public Lambda (XmlNode node, Domain domain)
 180         {
 181           int nfixed = 0;
 182           int noptional = 0;
 183           int nrest = 0;
 184           name = node.Attributes[Nfname].Value;
 185
 186           node = node.FirstChild;
 187           if (node != null
 188               && (node.Name == Nargs || node.Name == Nargs_unevalled))
 189             {
 190               XmlNode n;
 191               args_evalled = node.Name == Nargs;
 192               for (n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
 193                 {
 194                   if (n.Name == Nfixed)
 195                     nfixed++;
 196                   else if (n.Name == Noptional)
 197                     noptional++;
 198                   else if (n.Name == Nrest)
 199                     nrest++;
 200                   else
 201                     throw new Exception ("Invalid argument type: " + n);
 202                 }
 203               min_arg = nfixed;
 204               max_arg = nfixed + noptional + nrest;
 205               args = new Variable[max_arg];
 206               n = node.FirstChild;
 207               for (int i = 0; i < max_arg; n = n.NextSibling)
 208                 args[i++] = domain.Defvar ((Name) n.Attributes[0].Value);
 209               if (nrest == 1)
 210                 max_arg = - max_arg;
 211             }
 212           else
 213             {
 214               min_arg = max_arg = 0;
 215             }
 216         }
 217
 218         public void SetBody (XmlNode node, Domain domain)
 219         {
 220           for (node = node.FirstChild; node != null; node = node.NextSibling)
 221             if (node.Name != Ndescription
 222                 && node.Name != Nargs
 223                 && node.Name != Nargs_unevalled)
 224               break;
 225           int nterms = 0;
 226           for (XmlNode n = node; n != null; n = n.NextSibling)
 227             nterms++;
 228           if (nterms > 0)
 229             {
 230               body = new Term[nterms];
 231               for (nterms = 0; node != null; node = node.NextSibling, nterms++)
 232                 body[nterms] = new Term (node, domain);
 233             }
 234         }
 235
 236         public override Term Call (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 237         {
 238           Bindings current = domain.bindings;
 239           Term result = Zero;
 240
 241           try {
 242             int i;
 243             if (args_evalled)
 244               {
 245                 Term[] newargs = new Term[args.Length];
 246                 for (i = 0; i < min_arg; i++)
 247                   newargs[i] = args[i].Eval (domain);
 248                 args = newargs;
 249               }
 250             for (i = 0; i < min_arg; i++)
 251               domain.Bind (this.args[i], args[i]);
 252             if (body != null)
 253               {
 254                 try {
 255                   if (args_evalled)
 256                     domain.Catch (Nreturn);
 257                   foreach (Term term in body)
 258                     {
 259                       result = term.Eval (domain);
 260                       if (domain.Thrown)
 261                         return result;
 262                     }
 263                 } finally {
 264                   if (args_evalled)
 265                     domain.Uncatch ();
 266                 }
 267               }
 268           } finally {
 269             domain.UnboundTo (current);
 270           }
 271           return result;
 272         }
 273       }
 274     }
 275
 276     public class Variable : Object
 277     {
 278       public readonly Name name;
 279       internal Term val;
 280
 281       public Variable (Name name, Term term)
 282       {
 283         this.name = name;
 284         val = term;
 285       }
 286
 287       public virtual Term Value
 288       {
 289         get { return val; }
 290         set
 291           {
 292             if (! ValueP (value))
 293               throw new Exception ("Invalid value of " + name + ": " + value);
 294             val = value;
 295           }
 296       }
 297
 298       public override Term Eval (Domain domain) { return val; }
 299
 300       public virtual bool ValueP (Term term) { return true; }
 301
 302       public override string ToString () { return name + "(" + val + ")"; }
 303
 304       internal class Int : Variable
 305       {
 306         public struct Range
 307         {
 308           public int from, to;
 309         }
 310
 311         public Range[] ranges;
 312
 313         public Int (Name name, int i) : base (name, new Term (i)) { }
 314
 315         public override bool ValueP (Term term)
 316         {
 317           int i;
 318
 319           if (term.objval != null)
 320             return false;
 321           if (ranges == null)
 322             return true;
 323           i = term.intval;
 324           foreach (Range r in ranges)
 325             if (i >= r.from && i <= r.to)
 326               return true;
 327           return false;
 328         }
 329       }
 330
 331       internal class Str : Variable
 332       {
 333         public string[] ranges;
 334
 335         public Str (Name name, string str) : base (name, new Term (str)) { }
 336
 337         public override bool ValueP (Term term)
 338         {
 339           if (! (term.objval is string))
 340             return false;
 341           if (ranges == null)
 342             return true;
 343           string str = (string) term.objval;
 344           foreach (string s in ranges)
 345             if (s == str)
 346               return true;
 347           return false;
 348         }
 349       }
 350     }
 351
 352     internal class Bindings
 353     {
 354       private Variable vari;
 355       private Term old_value;
 356       private Bindings next;
 357
 358       private Bindings (Variable vari)
 359       {
 360         this.vari = vari;
 361         old_value = vari.val;
 362       }
 363
 364       public static Bindings Bind (Bindings bindings, Variable vari, Term val)
 365       {
 366         Bindings b = new Bindings (vari);
 367
 368         b.vari.Value = val;
 369         b.next = bindings;
 370         return b;
 371       }
 372
 373       internal Bindings UnboundTo (Bindings boundary)
 374       {
 375         for (Bindings b = this; b != boundary; b = b.next)
 376           b.vari.val = b.old_value;
 377         return boundary;
 378       }
 379
 380       public override string ToString ()
 381       {
 382         string str = "(bindings";
 383         for (Bindings b = this; b != null; b = b.next)
 384           str += " " + vari.name + "=" + b.old_value;
 385         return str + ")";
 386       }
 387     }
 388
 389 #if false
 390     internal class ThrowException : Exception
 391     {
 392       Name tag;
 393       public object value;
 394
 395       public ThrowException (Name tag, object value) : base ()
 396         {
 397           this.tag = tag;
 398           this.value = value;
 399         }
 400     }
 401 #endif
 402
 403     public class Domain
 404     {
 405       public object context;
 406       public int depth = 0;
 407
 408       internal Dictionary<Name, Function> functions;
 409       internal Dictionary<Name, Variable> variables;
 410       internal Bindings bindings;
 411       private Stack<Name> catch_stack = new Stack<Name> ();
 412       private int catch_count = 0;
 413
 414       internal Domain ()
 415       {
 416         functions = new Dictionary<Name, Function> ();
 417         variables = new Dictionary<Name, Variable> ();
 418       }
 419
 420       public Domain (object context) : this (basic, context)
 421       {
 422       }
 423
 424       public Domain (Domain parent, object context)
 425       {
 426         functions = new Dictionary<Name, Function> (parent.functions);
 427         variables = new Dictionary<Name, Variable> (parent.variables);
 428         this.context = context;
 429       }
 430
 431       internal void Bind (Variable vari, Term value)
 432       {
 433         bindings = Bindings.Bind (bindings, vari, value);
 434       }
 435
 436       internal void UnboundTo (Bindings boundary)
 437       {
 438         if (bindings != null)
 439           bindings = bindings.UnboundTo (boundary);
 440       }
 441
 442       internal void Catch (Name name)
 443       {
 444         catch_stack.Push (name);
 445         catch_count++;
 446       }
 447
 448       internal void Uncatch ()
 449       {
 450         catch_stack.Pop ();
 451         if (catch_count > catch_stack.Count)
 452           catch_count--;
 453       }
 454
 455       internal bool Thrown {
 456         get { return catch_count < catch_stack.Count; }
 457       }
 458
 459       internal void ThrowReturn ()
 460       {
 461         foreach (Name tag in catch_stack)
 462           {
 463             catch_count--;
 464             if (tag == Nreturn)
 465               break;
 466           }
 467       }
 468
 469       internal void ThrowBreak ()
 470       {
 471         if (catch_stack.Peek () != Nbreak)
 472           throw new Exception ("No outer loop to break");
 473         catch_count--;
 474       }
 475
 476       public void DefSubr (Builtin builtin, string str, bool setvar,
 477                            int min_arg, int max_arg, params string[] aliases)
 478       {
 479         Name name = str;
 480         Function func = new Function.Subroutine (builtin, name, setvar,
 481                                                  min_arg, max_arg);
 482         functions[name] = func;
 483         foreach (string a in aliases)
 484           functions[(Name) a] = func;
 485       }
 486
 487       public void DefSpecial (Builtin builtin, string str,
 488                               int min_arg, int max_arg,
 489                               params string[] aliases)
 490       {
 491         Name name = str;
 492         Function func = new Function.SpecialForm (builtin, name,
 493                                                   min_arg, max_arg);
 494         functions[name] = func;
 495         foreach (string a in aliases)
 496           functions[(Name) a] = func;
 497       }
 498
 499       public void DefAlias (string alias, string str)
 500       {
 501         functions[(Name) alias] = functions[(Name) str];
 502       }
 503
 504       internal Function.Lambda RegisterFunction (XmlNode node)
 505       {
 506         Function.Lambda lambda = new Function.Lambda (node, this);
 507
 508         functions[lambda.name] = lambda;
 509         return lambda;
 510       }
 511
 512       internal Function Defun (XmlNode node)
 513       {
 514         Name name = node.Attributes[Nfname].Value;
 515         Function func;
 516
 517         if (! functions.TryGetValue (name, out func))
 518           func = RegisterFunction (node);
 519         ((Function.Lambda) func).SetBody (node, this);
 520         return func;
 521       }
 522
 523       public void Defvar (XmlNode node)
 524       {
 525         Name name = node.Attributes[0].Value;
 526         Variable vari;
 527
 528         node = node.FirstChild;
 529         if (node.Name == Ndescription)
 530           node = node.NextSibling;
 531         if (node != null)
 532           {
 533             Name type = node.Name;
 534             XmlNodeList range_list = null;
 535             int nranges = 0;
 536             string val = node.InnerText;
 537
 538             node = node.NextSibling;
 539             if (node != null)
 540               {
 541                 range_list = node.ChildNodes;
 542                 nranges = range_list.Count;
 543               }
 544
 545             if (type == Ninteger)
 546               {
 547                 Variable.Int vi = new Variable.Int (name, parse_integer (val));
 548                 if (range_list != null)
 549                   {
 550                     vi.ranges = new Variable.Int.Range[nranges];
 551
 552                     for (int i = 0; i < nranges; i++)
 553                       {
 554                         XmlNode n = range_list[i];
 555
 556                         if (n.Name == Nrange)
 557                           {
 558                             vi.ranges[i].from =
 559                               parse_integer (n.FirstChild.InnerText);
 560                             vi.ranges[i].to =
 561                               parse_integer (n.LastChild.InnerText);
 562                           }
 563                         else
 564                           {
 565                             int num = parse_integer (n.InnerText);
 566                             vi.ranges[i].from = vi.ranges[i].to = num;
 567                           }
 568                       }
 569                   }
 570                 vari = vi;
 571               }
 572             else if (type == Nstring)
 573               {
 574                 Variable.Str vs = new Variable.Str (name, val);
 575                 if (range_list != null)
 576                   vs.ranges = new string[nranges];
 577                 for (int i = 0; i < nranges; i++)
 578                   vs.ranges[i] = range_list[i].Value;
 579                 vari = vs;
 580               }
 581             else
 582               throw new Exception ("Unknown type: " + type);
 583           }
 584         else
 585           vari = new Variable (name, Zero);
 586         variables[name] = vari;
 587       }
 588
 589       internal Variable Defvar (Name name)
 590       {
 591         Variable vari = new Variable (name, Zero);
 592         variables[name] = vari;
 593         return vari;
 594       }
 595
 596       internal Function GetFunc (Name name)
 597       {
 598         Function func;
 599
 600         if (! functions.TryGetValue (name, out func))
 601           throw new Exception ("Unknown function: " + name);
 602         return func;
 603       }
 604
 605       public bool CopyFunc (Domain domain, Name name)
 606       {
 607         Function func = GetFunc (name);
 608
 609         domain.functions[name] = func;
 610         return true;
 611       }
 612
 613       public void CopyFunc (Domain domain)
 614       {
 615         foreach (KeyValuePair<Name, Function> kv in functions)
 616           domain.functions[kv.Key] = kv.Value;
 617       }
 618
 619       internal Variable GetVar (Name name)
 620       {
 621         Variable vari;
 622
 623         if (! variables.TryGetValue (name, out vari))
 624           variables[name] = vari = new Variable (name, Zero);
 625         return vari;
 626       }
 627
 628       public override string ToString ()
 629       {
 630         string str = "<(functions";
 631         foreach (KeyValuePair<Name, Function> kv in functions)
 632           str += " " + kv.Key;
 633         str += ") (variabls";
 634         foreach (KeyValuePair<Name, Variable> kv in variables)
 635           str += " " + kv.Key;
 636         str += ")";
 637         if (bindings != null)
 638           str += " " + bindings;
 639         if (context != null)
 640           str += " (" + context + ")";
 641         str += ">";
 642         return str;
 643       }
 644
 645       internal void DebugWrite (bool head, string fmt, params string[] arg)
 646       {
 647         if (debug_level > depth)
 648           {
 649             if (head)
 650               {
 651                 Console.WriteLine ();
 652                 for (int i = 0; i < depth; i++)
 653                   Console.Write (" ");
 654               }
 655             Console.Write (fmt, arg);
 656           }
 657       }
 658     }
 659
 660     public delegate Term Builtin (Domain domain, Variable vari, Term[] args);
 661
 662     private static Domain basic = new Domain ();
 663
 664     static Xexpression ()
 665     {
 666       basic.DefSubr (Fset, "set", true, 1, 1, "=");
 667       basic.DefSubr (Fnot, "not", false, 1, 1, "!");
 668       basic.DefSubr (Fadd, "add", true, 1, -1, "+");
 669       basic.DefSubr (Fmul, "mul", true, 1, -1, "*");
 670       basic.DefSubr (Fsub, "sub", true, 1, -1, "-");
 671       basic.DefSubr (Fdiv, "div", true, 1, -1, "/");
 672       basic.DefSubr (Fmod, "mod", true, 1, 2, "%");
 673       basic.DefSubr (Flogior, "logior", true, 1, -1, "|");
 674       basic.DefSubr (Flogand, "logand", true, 1, -1, "&");
 675       basic.DefSubr (Flsh, "lsh", true, 1, 2, "<<");
 676       basic.DefSubr (Frsh, "rsh", true, 1, 2, ">>");
 677       basic.DefSubr (Feq, "eq", false, 2, -1, "==");
 678       basic.DefSubr (Fnoteq, "noteq", false, 2, 2, "!=");
 679       basic.DefSubr (Flt, "lt", false, 2, -1, "<");
 680       basic.DefSubr (Fle, "le", false, 2, -1, "<=");
 681       basic.DefSubr (Fgt, "gt", false, 2, -1, ">");
 682       basic.DefSubr (Fge, "ge", false, 2, -1, ">=");
 683       basic.DefSubr (Fappend, "append", true, 0, -1);
 684       basic.DefSubr (Fconcat, "concat", true, 0, -1);
 685       basic.DefSubr (Fnth, "nth", false, 2, 2);
 686       basic.DefSubr (Fcopy, "copy", false, 1, 1);
 687       basic.DefSubr (Fins, "ins", true, 2, 2);
 688       basic.DefSubr (Fdel, "del", true, 2, 2);
 689       basic.DefSubr (Feval, "eval", false, 1, 1);
 690       basic.DefSubr (Fbreak, "break", false, 0, 1);
 691       basic.DefSubr (Freturn, "return", false, 0, 1);
 692       basic.DefSpecial (Fand, "and", 1, -1, "&&");
 693       basic.DefSpecial (For, "or", 1, -1, "||");
 694       basic.DefSpecial (Fprogn, "progn", 0, -1, "expr");
 695       basic.DefSpecial (Fif, "if", 2, 3);
 696       basic.DefSpecial (Fwhen, "when", 1, -1);
 697       basic.DefSpecial (Floop, "loop", 1, -1);
 698       basic.DefSpecial (Fwhile, "while", 1, -1);
 699       basic.DefSpecial (Fcond, "cond", 1, -1);
 700       basic.DefSpecial (Fforeach, "foreach", 2, -1);
 701       basic.DefSpecial (Fquote, "quote", 1, 1);
 702       basic.DefSpecial (Ftype, "type", 1, 1);
 703     }
 704
 705     private static Term Fset (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 706     {
 707       vari.Value = args[0];
 708       return vari.val;
 709     }
 710
 711     private static Term Fnot (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 712     {
 713       return args[0].IsTrue ? Zero : One;
 714     }
 715
 716     private static Term Fadd (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 717     {
 718       int n = vari == null ? 0 : vari.val.Intval;
 719
 720       foreach (Term arg in args)
 721         n += (int) arg;
 722       if (vari == null)
 723         return n;
 724       vari.val.intval = n;
 725       return vari.val;
 726     }
 727
 728     private static Term Fmul (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 729     {
 730       int n = vari == null ? 1 : vari.val.Intval;
 731       foreach (Term arg in args)
 732         n *= (int) arg;
 733       if (vari == null)
 734         return n;
 735       vari.val.intval = n;
 736       return vari.val;
 737     }
 738
 739     private static Term Fsub (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 740     {
 741       int n, i;
 742
 743       if (vari == null)
 744         {
 745           n = args[0].Intval;
 746           i = 1;
 747         }
 748       else
 749         {
 750           n = vari.val.Intval;
 751           i = 0;
 752         }
 753       while (i < args.Length)
 754         n -= (int) args[i++];
 755       if (vari == null)
 756         return n;
 757       vari.val.intval = n;
 758       return vari.val;
 759     }
 760
 761     private static Term Fdiv (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 762     {
 763       int n, i;
 764
 765       if (vari == null)
 766         {
 767           n = args[0].Intval;
 768           i = 1;
 769         }
 770       else
 771         {
 772           n = vari.val.Intval;
 773           i = 0;
 774         }
 775       while (i < args.Length)
 776         n /= args[i++].Intval;
 777       if (vari == null)
 778         return n;
 779       vari.val.intval = n;
 780       return vari.val;
 781     }
 782
 783     private static Term Fmod (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 784     {
 785       if (vari == null)
 786         return (args[0].Intval % args[1].Intval);
 787       vari.val.intval = vari.val.Intval % args[0].Intval;
 788       return vari.val;
 789     }
 790
 791     private static Term Flogior (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 792     {
 793       int n = vari == null ? 0 : vari.val.Intval;
 794       foreach (Term arg in args)
 795         n |= (int) arg;
 796       if (vari == null)
 797         return n;
 798       vari.val.intval = n;
 799       return vari.val;
 800     }
 801
 802     private static Term Flogand (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 803     {
 804       int n, i;
 805
 806       if (vari == null)
 807         {
 808           n = args[0].Intval;
 809           i = 1;
 810         }
 811       else
 812         {
 813           n = vari.val.Intval;
 814           i = 0;
 815         }
 816       while (i < args.Length)
 817         n &= (int) args[i++];
 818       if (vari == null)
 819         return n;
 820       vari.val.intval = n;
 821       return vari.val;
 822     }
 823
 824     private static Term Flsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 825     {
 826       if (vari == null)
 827         return args[0].Intval << args[1].Intval;
 828       vari.val.intval = vari.val.Intval << args[0].Intval;
 829       return vari.val;
 830     }
 831
 832     private static Term Frsh (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 833     {
 834       if (vari == null)
 835         return args[0].Intval >> args[1].Intval;
 836       vari.val.intval = vari.val.Intval >> args[0].Intval;
 837       return vari.val;
 838     }
 839
 840     private static Term Feq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 841     {
 842       Term o = args[0];
 843
 844       if (o.objval == null)
 845         {
 846           for (int i = 1; i < args.Length; i++)
 847             if (args[i].objval != null || args[i].intval != o.intval)
 848               return Zero;
 849         }
 850       else
 851         {
 852           for (int i = 1; i < args.Length; i++)
 853             if (o.objval.Equals (args[i].objval))
 854               return Zero;
 855         }
 856       return One;
 857     }
 858
 859     private static Term Fnoteq (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 860     {
 861       return Feq (domain, vari, args);
 862     }
 863
 864     private static Term Flt (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 865     {
 866       int n = (int) args[0];
 867
 868       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
 869         {
 870           int n1 = (int) args[i];
 871           if (n >= n1)
 872             return Zero;
 873           n = n1;
 874         }
 875       return One;
 876     }
 877
 878     private static Term Fle (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 879     {
 880       int n = (int) args[0];
 881       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
 882         {
 883           int n1 = (int) args[i];
 884           if (n > n1)
 885             return Zero;
 886           n = n1;
 887         }
 888       return One;
 889     }
 890
 891     private static Term Fgt (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 892     {
 893       int n = (int) args[0];
 894       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
 895         {
 896           int n1 = (int) args[i];
 897           if (n <= n1)
 898             return Zero;
 899           n = n1;
 900         }
 901       return One;
 902     }
 903
 904     private static Term Fge (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 905     {
 906       int n = (int) args[0];
 907       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
 908         {
 909           int n1 = (int) args[i];
 910           if (n < n1)
 911             return Zero;
 912           n = n1;
 913         }
 914       return One;
 915     }
 916
 917     private static Term Fappend (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 918     {
 919       List<Term> list;
 920
 921       if (vari == null)
 922         list = new List<Term> ();
 923       else
 924         list = vari.val.Listval;
 925
 926       foreach (Term arg in args)
 927         {
 928           if (arg.IsList)
 929             list.AddRange ((List<Term>) arg.objval);
 930           else
 931             list.Add (arg);
 932         }
 933       if (vari == null)
 934         {
 935           Term result;
 936           result.intval = 0;
 937           result.objval = list;
 938           return result;
 939         }
 940       vari.val.objval = list;
 941       return vari.val;
 942     }
 943
 944     private static Term Fconcat (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 945     {
 946       string str;
 947
 948       if (vari == null)
 949         str = "";
 950       else
 951         str = vari.val.Strval;
 952
 953       foreach (Term arg in args)
 954         {
 955           if (arg.IsStr)
 956             str += (string) arg.objval;
 957           else if (arg.IsList)
 958             foreach (Term term in (List<Term>) arg.objval)
 959               str += (char) term.Intval;
 960           else
 961             str += (char) arg.Intval;
 962         }
 963       if (vari == null)
 964         {
 965           Term result;
 966           result.intval = 0;
 967           result.objval = str;
 968           return result;
 969         }
 970       vari.val.objval = str;
 971       return vari.val;
 972     }
 973
 974     private static Term Fnth (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 975     {
 976       Term result;
 977
 978       if (args[1].IsStr)
 979         {
 980           result.intval = ((string) args[1].objval)[args[0].Intval];
 981           result.objval = null;
 982         }
 983       else if (args[1].IsList)
 984         {
 985           result = ((List<Term>) args[1].objval)[args[0].Intval];
 986         }
 987       else
 988         throw new Exception ("Term is not enumelable: " + args[1]);
 989       return result;
 990     }
 991
 992     private static Term Fcopy (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
 993     {
 994       Term result;
 995
 996       result.intval = 0;
 997       result.objval = new List<Term> (args[0].Listval);
 998       return result;
 999     }
1000
1001     private static Term Fins (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1002     {
1003       if (vari.val.IsStr)
1004         vari.val.objval
1005           = vari.val.Strval.Insert (args[0].Intval, args[1].Strval);
1006       else if (vari.val.IsList)
1007         vari.val.Listval.InsertRange (args[0].Intval, args[1].Listval);
1008       else
1009         throw new Exception ("term is not collection: " + vari.val);
1010       return vari.val;
1011     }
1012
1013     private static Term Fdel (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1014     {
1015       if (vari.val.IsStr)
1016         vari.val.objval
1017           = vari.val.Strval.Remove (args[0].Intval,
1018                                     args[1].Intval - args[0].Intval);
1019
1020       else if (vari.val.IsList)
1021         vari.val.Listval.RemoveRange (args[0].Intval,
1022                                       args[1].Intval - args[0].Intval);
1023       else
1024         throw new Exception ("term is not collection: " + vari.val);
1025       return vari.val;
1026     }
1027
1028     private static Term Fand (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1029     {
1030       foreach (Term arg in args)
1031         if (! arg.Eval (domain).IsTrue)
1032           return Zero;
1033       return One;
1034     }
1035
1036     private static Term For (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1037     {
1038       foreach (Term arg in args)
1039         if (arg.Eval (domain).IsTrue)
1040           return One;
1041       return Zero;
1042     }
1043
1044     private static Term Feval (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1045     {
1046       return (args[0].Eval (domain));
1047     }
1048
1049     private static Term Fprogn (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1050     {
1051       Term result = One;
1052
1053       foreach (Term arg in args)
1054         result = arg.Eval (domain);
1055       return result;
1056     }
1057
1058     private static Term Fif (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1059     {
1060       if (args[0].Eval (domain).IsTrue)
1061         return args[1].Eval (domain);
1062       if (args.Length == 2)
1063         return Zero;
1064       return args[2].Eval (domain);
1065     }
1066
1067     private static Term Fwhen (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1068     {
1069       if (! args[0].Eval (domain).IsTrue)
1070         return Zero;
1071       Term result = One;
1072       for (int i = 1; i < args.Length; i++)
1073         result = args[i].Eval (domain);
1074       return result;
1075     }
1076
1077     private static Term Freturn (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1078     {
1079       domain.ThrowReturn ();
1080       return args.Length == 0 ? Zero : args[0];
1081     }
1082
1083     private static Term Fbreak (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1084     {
1085       domain.ThrowBreak ();
1086       return args.Length == 0 ? Zero : args[0];
1087     }
1088
1089     private static Term Floop (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1090     {
1091       Term result = Zero;
1092       try {
1093         domain.Catch (Nbreak);
1094         while (! domain.Thrown)
1095           foreach (Term arg in args)
1096             {
1097               result = arg.Eval (domain);
1098               if (domain.Thrown)
1099                 return result;
1100             }
1101       } finally {
1102         domain.Uncatch ();
1103       }
1104       return result;
1105     }
1106
1107     private static Term Fwhile (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1108     {
1109       Term result = Zero;
1110       try {
1111         domain.Catch (Nbreak);
1112         while (! domain.Thrown && args[0].Eval (domain).IsTrue)
1113           for (int i = 1; i < args.Length; i++)
1114             {
1115               result = args[i].Eval (domain);
1116               if (domain.Thrown)
1117                 return result;
1118             }
1119       } finally {
1120         domain.Uncatch ();
1121       }
1122       return result;
1123     }
1124
1125     private static Term Fcond (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1126     {
1127       foreach (Term arg in args)
1128         {
1129           List<Term> list = arg.Listval;
1130           Term result = list[0].Eval (domain);
1131
1132           if (result.IsTrue)
1133             {
1134               for (int i = 1; i < list.Count; i++)
1135                 result = list[i].Eval (domain);
1136               return result;
1137             }
1138         }
1139       return Zero;
1140     }
1141
1142     private static Term Fforeach (Domain domain, Variable vari,
1143                                         Term[] args)
1144     {
1145       Term result = args[0].Eval (domain);
1146       if (domain.Thrown)
1147         return result;
1148       List<Term> list = result.Listval;
1149       Bindings current = domain.bindings;
1150
1151       try {
1152         domain.Catch (Nbreak);
1153         foreach (Term term in list)
1154           {
1155             domain.Bind (vari, term);
1156             try {
1157               for (int i = 1; i < args.Length; i++)
1158                 {
1159                   result = args[i].Eval (domain);
1160                   if (domain.Thrown)
1161                     return result;
1162                 }
1163             } finally {
1164               domain.UnboundTo (current);
1165             }
1166           }
1167       } finally {
1168         domain.Uncatch ();
1169       }
1170       return result;
1171     }
1172
1173     private static Term Fquote (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1174     {
1175       return new Term (args[0]);
1176     }
1177
1178     private static Term Ftype (Domain domain, Variable vari, Term[] args)
1179     {
1180       if (args[0].IsInt)
1181         return TermInt;
1182       if (args[0].IsStr)
1183         return TermStr;
1184       if (args[0].IsName)
1185         return TermName;
1186       if (args[0].IsList)
1187         return TermList;
1188       return TermTerm;
1189     }
1190
1191     public abstract class Object
1192     {
1193       public abstract Term Eval (Domain domain);
1194     }
1195
1196     private class Funcall : Object
1197     {
1198       internal Function func;
1199       internal Variable vari;
1200       internal Term[] args;
1201
1202       public Funcall (Function func, Variable vari, Term[] args)
1203       {
1204         this.func = func;
1205         this.vari = vari;
1206         this.args = args;
1207       }
1208
1209       public override Term Eval (Domain domain)
1210       {
1211         domain.DebugWrite (true, "(({0}", func.name);
1212         for (int i = 0; i < args.Length; i++)
1213           domain.DebugWrite (false, " {0}", args[i].ToString ());
1214         domain.DebugWrite (false, ")");
1215         domain.depth++;
1216         Term result = func.Call (domain, vari, args);
1217         domain.depth--;
1218         domain.DebugWrite (true, " ==> {0})", result.ToString ());
1219         return result;
1220       }
1221
1222       public override string ToString ()
1223       {
1224         string str = "<funcall fname=\"" + func.name;
1225         if (args == null)
1226           return str + "\"/>";
1227         str += "\">";
1228         foreach (Term e in args)
1229           str += e;
1230         return (str + "</funcall>");
1231       }
1232     }
1233
1234     public struct Term
1235     {
1236       public int intval;
1237       public object objval;
1238
1239       public Term (int i) { intval = i; objval = null; }
1240       public Term (Name name) { intval = 0; objval = name; }
1241       public Term (string str) { intval = 0; objval = str; }
1242       public Term (List<Term> list) { intval = 0; objval = list; }
1243       public Term (Term term) { intval = 0; objval = term; }
1244       public Term (Object obj) { intval = 0; objval = obj; }
1245
1246       public Term (XmlNode node, Domain domain)
1247         {
1248           Name name = node.Name;
1249
1250           if (name == Ninteger)
1251             {
1252               intval = parse_integer (node.InnerText);
1253               objval = null;
1254             }
1255           else
1256             {
1257               intval = 0;
1258               if (name == Nsymbol)
1259                 objval = (Name) node.InnerText;
1260               else if (name == Nstring)
1261                 objval = node.InnerText.Clone ();
1262               else if (name == Nvarref)
1263                 objval = domain.GetVar ((Name) node.Attributes[0].Value);
1264               else if (name == Nlist)
1265                 {
1266                   List<Term> list = new List<Term> ();
1267                   for (node = node.FirstChild; node != null;
1268                        node = node.NextSibling)
1269                     list.Add (new Term (node, domain));
1270                   objval = list;
1271                 }
1272               else
1273                 {
1274                   Function func;
1275                   Variable vari = null;
1276                   Term[] args;
1277
1278                   if (name == Nfuncall)
1279                     name = node.Attributes[0].Value;
1280                   else if (node.Attributes[Nvname] != null)
1281                     vari = domain.GetVar (node.Attributes[Nvname].Value);
1282                   func = domain.GetFunc (name);
1283                   XmlNodeList nlist = node.ChildNodes;
1284                   int nargs = nlist.Count;
1285
1286                   if (nargs < func.min_arg
1287                       || (func.max_arg >= 0 && nargs > func.max_arg))
1288                     throw new Exception ("Invalid number of arguments to: "
1289                                          + name + " " + nargs);
1290                   args = new Term[nargs];
1291                   for (int i = 0; i < nlist.Count; i++)
1292                     args[i] = new Term (nlist[i], domain);
1293                   objval = new Funcall (func, vari, args);
1294                 }
1295             }
1296         }
1297
1298       public int Intval {
1299         get {
1300           if (objval != null)
1301             throw new Exception ("term is not integer: " + this);
1302           return intval;
1303         }
1304       }
1305
1306       public string Strval {
1307         get {
1308           if (! IsStr)
1309             throw new Exception ("term is not string: " + this);
1310           return (string) objval;
1311         }
1312       }
1313
1314       public List<Term> Listval {
1315         get {
1316           if (! IsList)
1317             throw new Exception ("term is not list: " + this);
1318           return (List<Term>) objval;
1319         }
1320       }
1321
1322       public bool IsTrue {
1323         get {
1324           return (objval == null
1325                   ? (intval != 0)
1326                   : objval is List<Term>
1327                   ? (((List<Term>) objval).Count != 0)
1328                   : true);
1329         }
1330       }
1331       public bool IsInt { get { return (objval == null); } }
1332       public bool IsStr { get { return (objval is string); } }
1333       public bool IsName { get { return (objval is Name); } }
1334       public bool IsList { get { return (objval is List<Term>); } }
1335
1336       public Term Eval (Domain domain)
1337       {
1338         if (objval == null || objval is Name || objval is string)
1339           return this;
1340         if (objval is List<Term>)
1341           return new Term ((List<Term>) objval);
1342         if (objval is Object)
1343           return ((Object) objval).Eval (domain);
1344         if (objval is Variable)
1345           return ((Variable) objval).val;
1346         if (objval is Term)
1347           return (Term) objval;
1348         throw new Exception ("invalid Term object: " + objval);
1349       }
1350
1351       public static explicit operator int (Term term)
1352       {
1353         if (term.objval != null)
1354           throw new Exception ("Not an integer term: " + term);
1355         return term.intval;
1356       }
1357
1358       public static explicit operator Name (Term term)
1359       {
1360         return (Name) term.objval;
1361       }
1362
1363       public static implicit operator Term (int i)
1364       {
1365         return new Term (i);
1366       }
1367
1368       public override string ToString ()
1369       {
1370         string str;
1371
1372         if (objval == null)
1373           str = "<integer>" + intval + "</integer>";
1374         else if (objval is Name)
1375           str = "<symbol>" + objval + "</symbol>";
1376         else if (objval is string)
1377           str = "<string>" + objval + "</string>";
1378         else if (objval is List<Term>)
1379           {
1380             str = "<list>";
1381             foreach (Term e in (List<Term>) objval)
1382               str += e;
1383             str += "</list>";
1384           }
1385         else if (objval is Funcall)
1386           str = "<funcall fname=\"" + ((Funcall) objval).func.name + "\"/>";
1387         else if (objval is Variable)
1388           str = "<variable vname=\"" + ((Variable) objval).name + "\"/>";
1389         else if (objval is Term)
1390           str = "<quote>" + objval + "</quote>";
1391         else
1392           throw new Exception ("invalid Term object: " + objval);
1393         return str;
1394       }
1395     }
1396
1397     static Term Zero = new Term (0);
1398     static Term One = new Term (1);
1399     static Term TermInt = new Term (Ninteger);
1400     static Term TermStr = new Term (Nstring);
1401     static Term TermName = new Term (Nsymbol);
1402     static Term TermList = new Term (Nlist);
1403     static Term TermTerm = new Term ((Name) "term");
1404
1405     internal static int parse_integer (string str)
1406     {
1407       int len = str.Length;
1408       bool negative = false;
1409
1410       if (len <= 1)
1411         return (len == 0 ? 0 : str[0] - '0');
1412
1413       int c = str[0];
1414       int i;
1415
1416       if (c == '?')
1417         return str[1];
1418       if (c == '0' && str[1] == 'x')
1419         {
1420           i = 0;
1421           for (int idx = 2; idx < len; idx++)
1422             {
1423               c = str[idx];
1424               if (c < '0')
1425                 break;
1426               else if (c <= '9')
1427                 i = i * 16 + (c - '0');
1428               else if (c < 'A')
1429                 break;
1430               else if (c <= 'F')
1431                 i = i * 16 + (c - 'A');
1432               else if (c < 'a')
1433                 break;
1434               else if (c <= 'f')
1435                 i = i * 16 + (c - 'a');
1436               else
1437                 break;
1438             }
1439           return i;
1440         }
1441       if (c == '-')
1442         negative = true;
1443       i = c - '0';
1444       for (int idx = 1; idx < len; idx++)
1445         {
1446           c = str[idx];
1447           if (c < '0' || c > '9')
1448             break;
1449           i = i * 10 + (c - '0');
1450         }
1451       return negative ? - i : i;
1452     }
1453
1454     private Term[] terms;
1455
1456     public Xexpression (string url, Domain domain)
1457     {
1458       XmlDocument doc = new XmlDocument (Name.Table);
1459       XmlNode node;
1460
1461       using (XmlTextReader reader = new XmlTextReader (url, Name.Table))
1462         {
1463           do {
1464             reader.Read ();
1465           } while (reader.NodeType != XmlNodeType.None
1466                    && (reader.NodeType != XmlNodeType.Element
1467                        || reader.Name != Nexpr));
1468           if (reader.NodeType == XmlNodeType.None)
1469             throw new Exception ("Node <expr> not found");
1470           node = doc.ReadNode (reader);
1471         }
1472
1473       int nterms = 0;
1474       for (XmlNode n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
1475         if (n.NodeType == XmlNodeType.Element)
1476           {
1477             if (n.Name == Ndefun)
1478               domain.RegisterFunction (n);
1479             else if (n.Name == Ndefvar)
1480               domain.Defvar (n);
1481             else
1482               nterms++;
1483           }
1484
1485       terms = new Term[nterms];
1486       int i = 0;
1487       for (XmlNode n = node.FirstChild; n != null; n = n.NextSibling)
1488         if (n.NodeType == XmlNodeType.Element)
1489           {
1490             if (n.Name == Ndefun)
1491               domain.Defun (n);
1492             else if (n.Name != Ndefvar)
1493               terms[i++]= new Term (n, domain);
1494           }
1495     }
1496
1497     public Term Eval (Domain domain)
1498     {
1499       Term result = Zero;
1500
1501       domain.depth = 0;
1502       try {
1503         domain.Catch (Nreturn);
1504         foreach (Term term in terms)
1505           {
1506             result = term.Eval (domain);
1507             if (domain.Thrown)
1508               return result;
1509           }
1510       } finally {
1511         domain.Uncatch ();
1512       }
1513       return result;
1514     }
1515
1516     public override string ToString ()
1517     {
1518       string str = "";
1519       for (int i = 0; i < terms.Length; i++)
1520         str += terms[i];
1521       return str;
1522     }
1523   }
1524 }