这堂课将主要讲解K语言中的关于生产（productions）和规则的基础知识。

生产和规则是K语言中两种语句类型。
一个K文件由一个或多个requires或模块组成。
一个模块又由一个或多个imports或语句组成。

这堂课先不会过多解释requires，模块（modules），和语句（sentences）等的概念；只要先把模块当作语句的一个容器就好，在下面的学习中，还不用太纠结requires或imports是什么，有什么区别与联系等。

第1个K程序

在notepad++中创建文件：lesson-02-a.k，这个文件的内容如下：

module LESSON-02-A

  syntax Color ::= Yellow() | Blue()
  syntax Fruit ::= Banana() | Blueberry()
  syntax Color ::= colorOf(Fruit) [function]

  rule colorOf(Banana()) => Yellow()
  rule colorOf(Blueberry()) => Blue()

endmodule

执行下面命令来编译这个文件

kompile lesson-02-a.k

其中kompile是K的编译器。上面的命令，会得到一个解释器（interpreter ）。
在这里插入图片描述

从上图，可以看到，编译创建目录 lesson-02-a-kompiled来存放编译的结果。
虽然这个例子里只有一个K文件，在实际项目中可能会多个K文件，它们编译后会合成一个K定义（K definition）；具体什么是K定义，我们后面会讲。
在这个编译产生的目录里，包含基于定义来执行程序，或完成证明的所有东西。

下面我们在文件lesson-02-a.k所在的目录下，创建文件banana.color,并在该文件中输入以下内容：

colorOf(Banana())

然后，可以通过执行以下的命令，来评估这条短语：

krun banana.color

该命令输出如下：

在这里插入图片描述

上述krun命令其实会调用kompile编译产生的解释器，来执行banana.color中的短语指令。

你也可以直接用命令行的方式，来指定要执行的指令：

krun -cPGM='colorOf(Banana())'

可以看到，它与指令在文件中情形，输出是一样的：
在这里插入图片描述

生产（Productions）、构造器与函数

下面我们就来看一个程序的源码：

module LESSON-02-B

  syntax Color ::= Yellow()
  syntax Color ::= Blue()
  syntax Fruit ::= Banana()
  syntax Fruit ::= Blueberry()
  syntax Color ::= colorOf(Fruit) [function]

  rule colorOf(Banana()) => Yellow()
  rule colorOf(Blueberry()) => Blue()

endmodule

首先，我们看到该K定义里包含了5个生产：

生产是以关键词syntax开始；
接着是一个sort(分类词)，如源码中的Color，Fruit，它们的首字母要大写；
再后而是操作符::=；
后面则是一个定义，或更多的生产(productions)；生产之间，用操作符|隔开；
生产有多种类型，但在上面的源码中，只牵涉到了两种：
- 构造器（constructors）；
- 函数（functions）。
操作符|用于具有同样分类（sort）的生产，所以上面的源，基于操作符|，可等效改造如下：

module LESSON-02-C

  syntax Color ::= Yellow()
                 | Blue()
                 | colorOf(Fruit) [function]
  syntax Fruit ::= Banana()
                 | Blueberry()

  rule colorOf(Banana()) => Yellow()
  rule colorOf(Blueberry()) => Blue()

endmodule

所有生产类型都有相似的语法，但上下文（context)和属性(attributes)会有所不同；后面会逐步讲解它们的不同。这里就来看例子中牵涉到知识点：
- 构造器，像例子的Yellow(), Blue(), Banana(), 以及 Blueberry()就都是构造器，它就像是函数式编程语言中的构造函数，用来构造一个代数数据类型；而这个数据类型，就是操作符::=前面的分类词（sort）所指定；与构造函数一样，该构造器是可以有参数的。
- 函数，它在后面带有function属性标识它的生产类型；属性都放在生产语句的末尾，由中括号[]括起来；如果有多个属性，则用逗号,区分开来；规则（rules）的属性也是这样设计的。

练习

前面，我们已经试了babana()，有兴趣的同学，可以再用Blueberry()这个生产定义，来检验一下函数colorOf的返回值

规则、匹配与变量

一条规则(rule)是由rule关键词开始。
一条规则里至少包含一个重写操作符（rewrite operator）=>。
重写操作符是K语言内在的生产，后面会进一步的讲解；这里我们只要知道，该操作符让一条规则分成了左、右两部分：

左边是函数的名字，以及各式的函数参数；
右边是另一个样式。

规则的意义相对简单：检测指令解释执行时，会去匹配规则的左半部分；匹配则会输出右半部分；将前面测试的例子，就是匹配到了colorOf(Banana())，所以得到该函数的返回值Yellow()

到这里，我们才讲解一个概念：变量（variable）。初学者容易把它与构造器相混淆。但我们可以从以下几点，来掌握K语言中变量的特性：

它由一个大写标识符来构成其名字；
不像构造器具有唯一确定性，一个变量往往可以匹配多种样式（这些样式中包括了一个异常（exception）; 因此对于变量，只要名字相同就匹配成功（如果是构造器，则需要内容相同，才算配置成功）。

下面是一个稍微更复杂一点的例子lesson-02-d.k：

module LESSON-02-D

  syntax Container ::= Jar(Fruit)
  syntax Fruit ::= Apple() | Pear()

  syntax Fruit ::= contentsOfJar(Container) [function]

  rule contentsOfJar(Jar(F)) => F

endmodule

在这个例子规则中的F，就是一个变量，它将可发匹配Apple()，也可以匹配Pear()。同时也可以通过下面的命令，来检验这个例子的定义：

krun -cPGM='contentsOfJar(Jar(Apple()))'

在这里插入图片描述

执行报错了，那是一个目录下有多个编译产生的K定义所致，我们把lesson-02-a-kompiled目录删除，再试：
在这里插入图片描述

可以看到这次不报错了，输出也与预期相吻合。

最后，我们再补充一个小的知识点：当构造器里的参数有多个时，也是用逗号,隔开。

练习

扩展lesson-02-a.k中的K定义。加入了黑莓和猕猴桃。为了简单起见，黑莓是黑色的，猕猴桃是绿色的。然后编译定义并测试’ colorOf '函数是否正确处理了这两个新增的水果。
创建一个新的K定义，将outfit定义为由帽子、衬衫、裤子和鞋子组成的多参数构造函数。定义一个新的分类(sort)：Boolean，有两个构造函数:true和false。每顶帽子、衬衫、裤子和鞋子都有一个参数(一种颜色)，黑色或白色。然后定义一个outfitMatching 函数，如果服装的所有部分都是相同的颜色，该函数将返回true（你不需要定义返回false的情况）。编写一些测试，检查一下函数的行为是否符合您的预期。

K语言入门学习2：第一个程序

第1个K程序

生产（Productions）、构造器与函数

练习

规则、匹配与变量

练习

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