上一篇文章中，我们一起实现了计算器的加法功能。

并且，在文末给大家留下了一些练习：

让解释器支持减法运算；

让解释器支持多位整数的运算，例如：12+36；

添加一个方法，让解释器能够处理用户所输入表达式中的空格。

我建议大家先独自尝试完成这些练习，再继续本篇文章的学习。

当然，如果你如果已经尽力，但是没能够完成练习，那么，这篇文章将会给你带来很大的收获。

在开始这篇文章的主体内容之前，我先引用原文中的一个小故事。

这个故事它所包含的哲理适用于各行各业。

《高效思考的5个要素》的作者 Burger 和 Starbird 在书中分享了一个关于他们观看国际知名小号演奏家 Tony Plog 为多才多艺的小号演奏者举办大师课的故事。学生们首先演奏了复杂的音乐章节，他们表演的都很棒。但是，随后他们被要求表演非常基础、简单的音符。当他们演奏那些音符时，比起之前演奏的复杂乐章显得有些稚嫩。当他们完成演奏之后，大师也演奏了相同的音符。但大师演奏这些音符时听起来并不稚嫩，差异非常明显。Tony 解释道：掌握简单音符的演奏，让演奏者可以更完美地掌握复杂的乐章。

这个故事的结论：要想成为真正的艺术家，你必须集中精力掌握简单、基础的概念。

再精密的仪器也都是由简单的一个一个零件巧妙的组合而成。

在任何一个领域，你必须先掌握这些简单基础的概念，再通过灵活的运用才能够成为这个领域的高手。

接下来，我们再继续依靠我们所学过的Python3基础知识，来为我们的计算器或者说算术表达式的解释器添加更多的功能。

根据之前的练习要求，我们逐步来完成这些任务。

一、增加保存当前字符的变量

因为我们是逐个获取字符进行验证，一个多位数字需要多次获取才能够组成完整的数字生成记号，那么在记号生成之前，我们需要先使用一个变量保存字符，进行验证。

示例代码：(class Interpreter)

def __init__(self, text):

...省略其它代码...

self.current_char = self.text[self.position] # 设置当前字符为指定位置的字符

二、增加获取下一个字符的方法

因为新增加的功能中表达式中字符的数量不再是3个，而是无法固定的数量。

数字部分可能是多位数字，并且表达式中可能包含任意数量的空格。

这样的话，我们需要对字符进行循环验证，会经常用到获取下一个字符的方法。

那么，经常用到的重复的方法，我们把它抽象成一个独立的方法。

示例代码：

def advance(self): # 定义获取下一个字符的方法

self.position += 1 # 获取字符的位置自增

if self.position >= len(self.text): # 如果位置到达字符串的末尾

self.current_char = None # 设置当前字符为None值

else: # 否则

self.current_char = self.text[self.position] # 设置当前字符为指定位置的字符

三、增加跳过空格的方法

如果遇到空格，无论是单个还是连续多个，我们都应该将其跳过。

示例代码：

def skip_whitespace(self): # 定义跳过空格的方法

while self.current_char is not None and self.current_char.isspace(): # 如果当前字符不是None值并且当前字符是空格

self.advance() # 获取下一个字符

四、增加获取多位数字的方法

如果获取到的字符是数字，无论是单个还是连续多个，我们都将它们连接起来，转为整数类型后返回。

示例代码：

def long_integer(self): # 获取多位数字

result = ''

while self.current_char is not None and self.current_char.isdigit(): # 如果当前字符不是None值并且当前字符是数字

result += self.current_char # 连接数字

self.advance() # 获取下一个字符

return int(result) # 返回数字

五、修改词法分析器的代码

在新版本的词法分析器中，我们只需要根据当前字符的类型进行不同的处理。

示例代码：

def get_next_token(self):

while self.current_char is not None: # 如果当前字符不是None值

if self.current_char.isspace(): # 如果当前字符是空格

self.skip_whitespace() # 跳过所有空格

continue

if self.current_char.isdigit(): # 如果当前字符是整数

return Token(INTEGER, self.long_integer()) # 获取完整的数字创建记号对象并返回

if self.current_char == '+': # 如果当前字符是加号

self.advance() # 跳到下一字符

return Token(PLUS, self.current_char) # 创建记号对象并返回

if self.current_char == '-': # 如果当前字符是减号

self.advance() # 跳到下一字符

return Token(MINUS, self.current_char) # 创建记号对象并返回

self.error() # 如果以上都不是，则抛出异常。

return Token(EOF, None) # 遍历结束返回结束标识创建的记号对象

这一次，词法分析器的代码更加清晰。

六、修改表达式计算方法

这里我们添加减法的支持。

def expr(self):

self.current_token = self.get_next_token()

left = self.current_token

self.eat(INTEGER)

operator = self.current_token

if operator.value_type == PLUS: # 如果运算符的类型是加法

self.eat(PLUS) # 验证加法运算符

else: # 否则

self.eat(MINUS) # 验证减法运算符

right = self.current_token

self.eat(INTEGER)

if operator.value_type == PLUS: # 如果运算符的类型是加法

result = left.value + right.value # 进行加法运算

else: # 否则

result = left.value - right.value # 进行减法运算

return result

上方代码中，添加注释的部分是更新的内容。

到这里，我们就完成了所有目标功能。

最后，我们仍然需要掌握一些概念。

在上一篇文章中，我们了解了在两个重要的概念： Token(记号) 和 Lexical Analyzer(词法分析器)。

这一篇文章中，我们来简单了解一下 lexeme(词位)、parsing(语法分析)和 parser(语法分析器)。

1、 lexeme(词位)

词位的中文解释是语言词汇的基本单位。

在这里，lexeme就是组成 token 的字符序列。

以当前的案例来说，词位就是数字、加号和减号：

记号

词位

INTEGER

1，12，666，69，8，0，3568

PLUS

+

MINUS

–

2、parsing(语法分析)和 parser(语法分析器)。

我们所编写的代码中，“ expr()”方法是真正的对一个算术表达式进行解释的地方。

但是，在对一个算术表达式进行解释之前，我们需要先识别短语的类型，比如是加法表达式还是减法表达式。

“ expr()”方法本质上就是：先从“ get_next_token()” 方法获取token流，找到token流中的特定的结构，或者说识别出特定的短语，然后，解释识别出的短语，生成算术表达式的结果。

找到token流中特定结构的过程，或者说，识别token 流中特定短语的过程称之为Parsing(语法分析)。

解释器或编译器中完成语法分析的部分，叫做Parser(语法分析器)。

现在我们知道“ expr()”方法是解释器中既做了 Parsing(语法分析)，又做了Interpreting(解释)的部分。

“ expr()”方法首先尝试识别(Parsing)token流中的[INTEGER>>PLUS>>INTEGER]结构或者[INTEGER>>MINUS>>INTEGER] 结构的短语，成功识别其中一种短语后，对短语进行解释，并将两整数相加或相减的结果返回。

以上就是《一起来写一个简单的解释器》系列文章的第二篇内容。

在这篇内容的基础上，大家可以尝试进行以下功能的扩展：

让解释器支持乘法运算；

让解释器支持除法运算；

让解释器支持任意多加法和减法运算，例如：3+7-4-2+8。

而且，当学习完这篇文章，请大家自我检查一下，是否了解了以下内容：

什么是 Lexeme(词位)？

找出Token流中特定结构的过程叫什么？或者说，从 Token流中识别出特定短语的过程叫什么？

解释器或编译器中做 parsing(语法分析)部分的叫什么？

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