讀取-求值-輸出循環

「讀取-求值-輸出」循環（英語：Read-Eval-Print Loop，簡稱REPL），也被稱做交互式頂層構件（英語：interactive toplevel），是一個簡單的，交互式的編程環境。這個詞常常用於指代一個Lisp的交互式開發環境，也能指代命令行的模式。

概述

「讀入-求值-輸出」循環 的名字來自於以下幾個Lisp用來實現這種機制的內置函數：

• 讀入函數接收一個來自於用戶的表達式，將其解析成數據結構並存入記憶體。例如，用戶可能會輸入一個s-表達式　(+ 1 2 3)，這句話會被解析成一個包含四個元素的鍊表。
• 求值函數　負責處理內部的數據結構並對其求值。在Lisp中，求一個以函數名開頭的ｓ－表達式意味着對接下來的參數調用那個函數。所以函數"+"被在參數1 2 3上調用，產生結果6。
• 輸出函數接受求值結果，並將其呈現給用戶。儘管當前的結果「6」並不具有複雜的格式，但如果是一個較為複雜的表達式，那麼它將會被精心處理，以便於更方便地被理解。

REPL使得探索性的編程和調試更加便捷，因為「讀取-求值-輸出」循環通常會比經典的「編輯-編譯-運行-調試」模式要更快。

優點

REPL對於學習一門新的編程語言具有很大的幫助，因為它能立刻對初學者做出回應。許多工具集和編程語言使用REPL研究算法、進行調試，比如MATLAB，ROOT（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），SciPy和IPython。Python的doctest模塊能夠通過捕捉自身REPL命令行的輸出使測試代碼更容易地進行。

由於 print 函數輸出的數據格式（字符串）與用戶輸入的數據格式（字符串）相同，大多數輸出的結果也可以被帶回到 read 函數作為輸入。然而，有的時候輸出的結果只能代表求值結果而不是求值結果本身，比如一個socket句柄或一些類的實例。比如在Python中使用 <__模块名__.类名 实例名> 這種形式來代表一個實例本身，在Common Lisp當中就使用 #<whatever> 的形式。而在CLIM，SLIME以及Symbolics Lisp Machine的REPL卻有辦法讀取很難被完全字符串化的這些對象。他們記錄被輸出過的對象，之後當代碼被讀取時，這些對象能夠被解析並重新被使用。

實現

為了實現一個 Lisp REPL，只需要實現這三個函數和一個不停輪詢的函數即可（當然，求值函數的實現是最為複雜的，因為它在內部要實現像 car 與 + 的原始函數以及像if 一樣的特殊操作符）。這些工作完成了之後，一個基本的REPL就可以用如下的簡單形式表達：(loop (print (eval (read))))。

一種實現eval的方式就是實現一個遞歸處理抽象語法樹（該語法樹被 read 函數創建）的函數。另一種可行的方法是將這個抽象語法樹編譯為機器碼並執行。

主要的REPL編程語言環境

APL、BASIC、Clojure、F#、Haskell、J、Julia、Perl、PHP、Prolog、Python、R、Ruby、Scala、Smalltalk、Standard ML、Swift、Tcl、Javascript、Java（自JDK 9起）

外部連結