Я б начал с мутации непосредственно sexp'ов, даже не задумывался бы.
Классификация — алгебраический вопрос. Чтоб на него ответить, нужно четко описать, о каких композициях речь. Полезно думать о них не как о функциях, а как об алгебраических выражениях.
Полином можно представить просто в виде последовательности коэффициентов. Полином на n символах (в математическом смысле, не в лисповском) будет тогда представлен «n-мерной» последовательностью. Если обойтись (для простоты) целыми коэффициентами, то пока что кажется, будто речь о полиномах от x, y, …, (exp x), …, (exp (+ 1 x)), (exp (+ -1 x)), (exp (+ 2 x)), (exp (+ -2 x)), …, (exp x²), …, (exp y), … — то есть, о полиномах на некотором счетном множестве символов.