La chiamata / cc di Scheme può implementare tutte le strutture di flusso di controllo conosciute?

La pagina "Advanced Scheme: Some Naughty Bits" indica:

Le continuazioni sono un potente costrutto del flusso di controllo dal quale è possibile derivare quasi ogni altra struttura [...] del flusso di controllo.

Ho pensato che Scheme call/cc, essendo correlato (*) all'operatore J di Peter Landin, potesse essere usato per implementare qualsiasi struttura di flusso di controllo conosciuta?

Con la "struttura del flusso di controllo" sto pensando in particolare alla loro descrizione di Wikipedia , ad esempio eccezioni, coroutine, fili verdi e così via.

In particolare, ci sono esempi di strutture di flusso di controllo che non possono essere implementate usando call/cc?

(*) Non sono stato in grado di scavare alcun documento che dimostri che call/ccè potente come l'operatore J. Un articolo di Felleisen (che non ho letto e che certamente ho problemi a comprenderlo appieno) lo analizza e sembra concludere che, sebbene si trovino in classi di complessità diverse, sono formalmente equivalenti.

(Nota anche che ho aggiornato la domanda in base ai commenti qui sotto)

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Sulla base dell'eccellente risposta di @Neel di seguito, ho esaminato i siti che commentano continuazioni delimitate e non delimitate , e in effetti sembra che call/cc, pur non essendo delimitate, non sia sufficiente. Nel frattempo, sembra che si possano usare continuazioni delimitate di prima classe (come shift/reset) per esprimere qualsiasi struttura del flusso di controllo.

In questa risposta, prenderò "espressibile" per significare "macro-espressibile" nel senso di Felleisen 1991, Il potere espressivo dei linguaggi di programmazione . (Intuitivamente, una funzione del linguaggio è macro-espressibile se è possibile definirla come una trasformazione di origine locale, senza utilizzare una trasformazione dell'intero programma.)

Con questa definizione, la risposta è no : il controllo delimitato non è macro-esprimibile nel lambda-calculus + call / cc. Per esprimere operatori di controllo delimitati usando call / cc. Per implementare i delimitatori di controllo (la parte di reset di shift / reset), è necessario un certo stato per simulare i segni di continuazione, essenzialmente per codificare uno stack per simulare la durata dinamica dei segni di continuazione.

Tuttavia, il controllo delimitato è un effetto universale, nel senso seguente. Nella sua tesi di dottorato , Andrzej Filinski ha mostrato che qualsiasi effetto collaterale esprimibile è codificabile usando continuazioni delimitate, o call / cc e una singola cella di stato. In parole povere, un "effetto collaterale espressibile" è qualsiasi effetto il cui tipo monadico può essere definito in termini di tipi del linguaggio di programmazione.

Sorprendentemente, questa idea sembra abbastanza interessante in pratica. Nell'ultimo decennio, Gordon Plotkin e John Power hanno sostenuto l'idea di prendere una semantica algebrica delle teorie degli effetti : l'idea è quella di specificare le operazioni di effetto collaterale che ti interessano e le equazioni che ti aspetti che soddisfino, e poi puoi ottenere genericamente una semantica prendendo la monade libera su questa teoria.

Matija Pretnar e Andrej Bauer hanno adottato questo approccio matematico, quindi lo hanno implementato nel loro linguaggio Eff per inventare un nuovo linguaggio costrutto soprannominato "gestori di effetti": è possibile scrivere codice che utilizza un insieme di caratteristiche imperative e quindi fornire una semantica alle caratteristiche imperative scrivendo una serie di gestori che dicono come implementare ogni operazione efficace.