从零开始写个编译器吧 - 程序流控制
目前为止我们创建的文件列表:
|- com.taozeyu.taolan.analysis|- FirstSetConstructor|- LexicalAnalysis|- LexicalAnalysisException|- NonTerminalSymbol|- SignParser|- SyntacticDefine|- TerminalSymbol|- Token
我们来看看 SyntacticDefine.java 文件(142~159 行):
node(Exp.StartChunk).or(Exp.Chunk),node(Exp.Chunk).or(Exp.SpaceOrEnter,node().or(Exp.Line, Exp.Space,node().or(token(Type.NewLine), Exp.SpaceOrEnter).or(token(Type.EndSymbol))).sign('?')).sign('*'),node(Exp.Line).or(Exp.Command).or(Exp.Operate).or(Exp.DefineVariable).or(Exp.DefineFunction).or(Exp.IfElseChunk).or(Exp.WhileChunk).or(Exp.DoUntilChunk).or(Exp.ForEachChunk).or(Exp.TryCatch)
我们定义了三个命名了的非终结符:StartChunk、Chunk、Line。
其中 StartChunk 是我们展开式的所有起点,每一个 tao 语言的源代码文件都从 StartChunk 开始展开。这里我简单的将其展开为 Chunk。
而 Chunk 表示一个语法块,它由许多行(Line)构成。但是在文法定义中,我必须为其每行的首位定义许多必要的杂项。从展开式中,可以看出,除了 Line 这个非终结符,还有其他一些非终结符:SpaceOrEnter、Space、NewLine、EndSymbol。
这些非终结符的含义,可以在 SyntacticDefine.java 文件的对应位置找到(可以使用 ctrl+F 搜索),只要找到它们对应的展开式,相信不难理机它们的含义。特别的 EndSymbol,即是 Tokenizer 代表源代码解析结束的终止符。
Chunk 是语言文法定义中最重要的非终结符。
再看看 Line,这个非终结符可以简单的理解为“一行代码”。自然,Chunk 就是由很多行代码组成的。特定的一行代码可以写很多东西,可能用于定义一个变量,也可能是一行赋值语句,也可能是在调用一个方法。总之,它可以是很多很多种东西。从之前这段代码中,可以看到,它有很多种展开式。
大家可以通过 GitHub 自行查看 Line 展开后对应的非终结符具体还能再如何展开,但受限于篇幅,我只会对其中一部分进行讲解。
node(Exp.Operate).or(Exp.L0Expression, Exp.When)
Operate 是 Line 可能展开的形式之一,在 tao 语言中,如下代码就是一行典型的 Operate:
count = size * 2 + 1
从表达式来看,它是由一个 0 级表达式(L0Expression)和一个 When 类型的非终结符组成。
其中 L0Expression 代表一个表达式,它可能是一行赋值语句,也可能是一个函数调用,它是我们文法定义中一个比较复杂,但却到处都会出现的东西,我会在之后的章节进行简单介绍。
随后,紧接而来的是 When 非终结符。我们来看看 When 的定义是怎么样的:
node(Exp.When).or(node().or(Exp.SplitSpaceSign).sign('?'),node().or(token(Type.Keyword, "when"), Exp.SplitSpaceSign, Exp.L0Expression).sign('?'))
它主要由一个 when 关键字紧接令一个 0 级表达式组成。但特别注意结尾的 .sign('?') 数量词表明,整个非终结符 When 都是可选的。也就是说,Operate 后面不写 when 也没有关系。
一行写了 when 的 tao 语言代码可能是如下形式:
count = size * 2 + 1 when size > 1
这是一种简写形式,在 tao 语言中等价于如下写法:
if size > 1count = size * 2 + 1
end
接下来,我们来看看 DefineVariable 非终结符:
node(Exp.DefineVariable).or(token(Type.Keyword, "var"), Exp.Space, Exp.DefineVariableElement,node().or(Exp.Space, token(Type.Sign, ","),Exp.SpaceOrEnter, Exp.DefineVariableElement).sign('*'))
注意到 DefineVariableElement 似乎还可以继续展开:
node(Exp.DefineVariableElement).or(token(Type.Identifier), Exp.Space,node().or(token(Type.Sign, "="), Exp.Space, Exp.L0Expression).sign('?'))
这表明 tao 语言中定义局部变量的形式如下:
var cat = take_cat(), dog = Dog.alloc().init()
当然,从 DefineVariableElement 的展开式中的 .sign('?') 量词可以知道,去掉等号以及等号后面的表达式,也是合法的局部变量定义:
var cat, dog
甚至,一次只定义一个变量,当然也是可以的:
var cat
在接下来,就是 IfElseChunk 了:
node(Exp.IfElseChunk).or(token(Type.Keyword, "if"), Exp.Space,Exp.L0Expression, Exp.SpaceOrEnter,Exp.Chunk,node().or(token(Type.Keyword, "elsif"), Exp.Space,Exp.L0Expression, Exp.SpaceOrEnter,Exp.Chunk).sign('*'),node().or(token(Type.Keyword, "else"), Exp.SpaceOrEnter,Exp.Chunk).sign('?'),Exp.SpaceOrEnter,token(Type.Keyword, "end"))
注意到,这里展开出现了四种关键字:if、elsif、else、end。
tao 语言中,一个典型的 if-else-chunk 是如下这样子的:
if check_condition(100)a = 1 + 1
elsif a > 2a += 3
elsea = 0
end
当然,elsif 可以重复出现0~N 次:
if check_condition(100)a = 1 + 1
elsif a > 2a += 3
elsif a > 3a += 4
elsif a > 4a += 7
elsea = 0
end
而 else 是可选的,可以没有:
if check_condition(100)a = 1 + 1
elsif a > 2a += 3
end
也可以只剩下 if 和 end:
if check_condition(100)a = 1 + 1
end
从文法定义的角度来看,if-else-chunk 这种形式的变化,我通过数量词 sign('*') 和 sign('?') 来控制。
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