Effects and handlers in natural language

299 Pages·2017·4.4 MB·English

by  Jiří Maršík

Effects and handlers in natural language
Jiří Maršík
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Jiří Maršík. Effects and handlers in natural language. Computation and Language [cs.CL]. Université
de Lorraine, 2016. English. ￿NNT: 2016LORR0322￿. ￿tel-01417467v3￿
HAL Id: tel-01417467
https://hal.inria.fr/tel-01417467v3
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E´cole doctorale IAEM Lorraine
Les effects et les handlers
dans le langage naturel
Effects and Handlers
in Natural Language
`
THESE
pr´esent´ee et soutenue publiquement le 9 d´ecembre 2016
pour l’obtention du
Doctorat de l’Universit´e de Lorraine
(mention informatique)
par
Jiˇr´ı Marˇs´ık
Composition du jury
Pr´esident : VIGNERON Laurent Universit´e de Lorraine
Directeur de th`ese : DE GROOTE Philippe Inria Nancy - Grand Est
Co-directeur de th`ese : AMBLARD Maxime Universit´e de Lorraine
Rapporteurs : BARKER Chris New York University
HERBELIN Hugo Inria Paris - Rocquencourt
Examinateurs : QUATRINI Myriam Institut de Math´ematiques de Luminy
UNGER Christina Universit¨at Bielefeld
Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications — UMR 7503

i
Acknowledgments
I would like to thank my supervisors, whose contributions have been essential to my work. Maxime
Amblard was always eager to spend his time listening to all the developments in my work, including
numerous dead ends, and providing help and support every step of the way. Philippe de Groote had
alargeimpactonmyworkbysharinghisinsightandexperiencewiththelambdacalculus, leadingto
someofthemostimportantdevelopmentsinthefirstpartofthisthesis. Iwouldalsoliketothankthe
other members of the jury, who have all gone above and beyond their duty and devoted their time to
studyingmywork: ChrisBarker,HugoHerbelin,MyriamQuatrini,ChristinaUnger,LaurentVigneron.
The research presented in this manuscript was carried out within the Sémagramme team at Inria.
OneofthekeyfactorsbehindthequalityofthisworkwasthefriendlyatmosphereattheSémagramme
team fostered by its researchers, engineers, PhD students and interns: Clément Beysson, Sarah Blind,
Vu Anh Duc, Bruno Guillaume, Nicolas Lefebvre, Pierre Ludmann, Aleksandre Maskharashvili, Guy
Perrier,SylvainPogodalla,SaiQian,StéphaneTiv. Mygratitudealsoextendstoallthepeoplethatmade
the day-to-day working conditions at Loria very pleasant, notably the excellent staff at the restaurant,
theadministrativeteamshandlingallthepaperwork(AurélieAubry,CélineSimon,FrançoisThaveau)
andthemanyfriendsandcolleaguesthatIgottoplaymusicwithorchatduringlunchbreaks: Mihai
Andries,BenoîtChappetdeVangel,ÉmilieColin,SylvainContassot-Vivier,BaldwinDumortier,Mariia
Fedotenkova, IñakiFernándezPérez, FrancescoGiovannini, ArseniyGorin, MeysamHashemi, Adrien
Krähenbühl,CeciliaLindig-Leon,JérémyMiranda,AybükeÖzgün,MotazSaad,YannSalaun,Evangelia
Tsiontsiou,JanVolec.
MydecisiontostayinNancyanddoaPhDwiththeSémagrammeteamwasinonepartduetoan
excellentintroductionintothefieldsofformalgrammarandcomputationalsemanticsthatIhadduring
myMasterstudiesthere,taughtbyMaximeAmblard,PhilippedeGroote,BrunoGuillaume,GuyPerrier
andSylvainPogodalla. TheotherpartthatmademeenjoymyMasterstudiesinNancysomuchwere
my amazing classmates, talented individuals who were always eager to go to bars on weekdays and
organize study group sessions on weekends: Bruno Andriamiarina Miharimanana, Georgy Boytchev,
Caroline Ceballos, Tatiana Ekeinhor-Komi, Nicolas Feuillet, Natalia Korchagina, Imane Nkairi, Gabin
Personeni,WeiQiu,CamilleSauder.
During my PhD studies, I drew a lot of inspiration and motivation from my regular visits to the
European Summer School of Logic, Language and Information. Among the many bright minds that
I have had the time to discuss and spend time with, I would like to mention Lasha Abzianidze, Eleri
Aedmaa,PepijnKokkeandStellanPetersson.
Beforeendingthissection,Iwouldalsoliketothankthepeoplewhohaveenrichedmylifeoutside
oftheoffice. IamgratefultoMarie-GeorgeAlle-Hansforhergreatteachingskillsduringtheuniversity
dancing classes. I am forever in debt to Nelly Madigou for carefully teaching me the basics of cello
playing. IwasveryluckytofindandjointheOrchestreSymphoniqueUniversitairedeLorraine,where
I got to discover the joys of orchestral playing. I also wish to thank the many friends and flatmates
whohavekeptmecompanyduringmystayinNancy: AurélieBoizard,OrianneCabaret,MarieGantet,
MarineLarrière,JordanMedic,DorinePetit,GautierVacheron.
Finally,Iwishtosendthebiggestthankstomyparentsandfamilywhohavesupportedmeduring
mylongstudiesabroad.
ii
iii
Tutoprácivěnuji
mýmrodičům
iv
Contents
Introduction 1
I CalculusofEffectsandHandlers 5
1 Definitions 7
1.1 SketchingOuttheCalculus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2 Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 TypesandTypingRules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4 ReductionRules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5 SumsandProducts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.5.1 NewTerms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.5.2 NewTypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.5.3 NewReductionRules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.5.4 Booleans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6 CommonCombinators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.6.1 ComposingFunctionsandComputations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.6.2 OperationsandHandlers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2 Examples 27
2.1 IntroducingOurRunningExample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2 AddingErrors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.2.1 RaisingtheTypeofexp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.2 RefactoringwithMonads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.3 InterpretingExpressionsasComputations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2.4 HandlingErrors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2.5 ExampleswithErrors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3 EnrichingtheContextwithVariables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.3.1 ExamplewithVariables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.2 TreatingVariableswithoutComputations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
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