自制Monkey语言编译器:解释执行if..else判断语句

Posted 2021-04-26 Coding迪斯尼

任何编程语言都少不了条件判断语句，Monkey语言也一样，有自己的If…else条件判断指令，本节我们看看如何解释执行该条件判断语句。根据我们原有的解释执行机制，我们只要在原框架的基础上添加若干代码就可以实现本节功能。当本节代码完成后，执行结果如下：

如图中的if else 语句被编译器解释执行后，在控制台的输出如下：

根据输出可知，编译器在执行了if里面的条件判断后，执行了if模块里面的语句，也就是执行了”10+10;”，然后输出计算结果是20。我们看看该功能是如何实现的。在MonkeyEvaluator.js中添加如下代码： 

class MonkeyEvaluator { 
    eval (node) { 
        var props = {} 
        switch (node.type) { 
        .... 
        // change 2 
        case "IfExpression": 
        return this.evalIfExpression(node) 
        ... 
        } 
        ... 
}

eval函数会根据传入的语法树节点类型进行相应分析，当他检测到节点类型是IfExpression时，表明当前节点对应着if…else语句模块，因此调用evalIfExpression进行解析执行。我们看看后者的实现： 

// change 3 
    evalIfExpression(ifNode) { 
        console.log("begin to eval if statment") 
        var condition = this.eval(ifNode.condition) 
        if (this.isTruthy(condition)) { 
            console.log("condition in if holds, exec statements in if block") 
            return this.eval(ifNode.consequence) 
        } else if (ifNode.alternative != null) { 
            console.log("condition in if no holds, exec statements in else block") 
            return this.eval(ifNode.alternative) 
        } else { 
            console.log("condition in if no holds, exec nothing!") 
            return null 
        } 
    }

在解析上面代码前，我们先看看if语句模块对应的语法树节点结构： 

class IfExpression extends Expression { 
  constructor(props) { 
    super(props) 
    this.token = props.token 
    this.condition = props.condition 
    this.consequence = props.consequence 
    this.alternative = props.alternative 

    var s = "if expression width condtion: " +  
    this.condition.getLiteral() 
    s += "\n statements in if block are: " 
    s += this.consequence.getLiteral() 
    if (this.alternative) { 
      s += "\n statements in else block are: " 
      s += this.alternative.getLiteral() 
    } 
    this.tokenLiteral = s 

    //change here 
    this.type = "IfExpression" 
  } 
}

ifExpression节点由三个部分组成，一个是condition，它对应的是if后面的条件判断语句，一个是consequence,它对应的是如果if条件判断为真时，要执行的语句组合，也就是if对应的大括号里面的语句，另一个是alternatvie，其对应的是else大括号里面的语句。回到函数evalIfExpression，一开始它先解析if括号里面的判断表达式，看看它返回的值是否为真，ifNode.condition对应的就是if后面括号里的表达式，调用eval解析它后会返回一个符号对象，接着代码调用isTruthy来判断返回的符号对象是否为真，我们看看该函数的实现： 

isTruthy(condition) { 
        if (condition.type() == condition.INTEGER_OBJ) { 
            if (condition.value != 0) { 
                return true 
            } 
            return false 
        } 

        if (condition.type() == condition.BOOLEAN_OBJ) { 
            return condition.value 
        } 

        if (condition.type() == condition.NULL_OBJ) { 
            return false 
        } 

        return true 
    }

如果对if括号中的语句解释执行后返回来的符号对象类型是整形，那么则判断整形对象的值是否为0，如果是非零值，那就返回true。如果是布尔型，那么直接将符号对应的布尔值返回，如果返回的符号对象是NULL，则返回false。 继续回到evalIfExpression函数，它根据对if后面语句的解释执行返回来的值判断接下来是解释执行if语句块里面的语句还是else语句块里面的语句。无论是执行那部分语句，都会继续调用eval函数来进行。 

回到eval函数中，无论是执行if语句块里面的语句还是else部分的语句，它们在语法解析里面都对应于节点类型”blockStatement”，因此我们要添加相应函数对这种节点进行解析。对应代码如下： 

eval (node) { 
        var props = {} 
        switch (node.type) { 
        ... 
        case "blockStatement": 
            return this.evalStatements(node) 
            default: 
            return new Null({}) 
        } 
        return nuill 
}

在evalIfExpression中对if或是else里面的语句模块进行调用eval函数进行解析时会进入到代码上面的blockStatement分支里，于是代码继续调用evalStatements来进行解析，我们再回顾一下语法解析模块构造的blockStatement对象： 

class BlockStatement extends Statement { 
  constructor(props) { 
    super(props) 
    this.token = props.token 
    this.statements = props.statements 

    var s = "" 
    for (var i = 0; i < this.statements.length; i++) { 
      s += this.statements[i].getLiteral() 
      s += "\n" 
    } 

    this.tokenLiteral = s 
    // change here 
    this.type = "blockStatement" 
  } 

}

该结构里面最重要的成分是statements，它是一个数组，存储了多个语法树节点，对该节点的解释执行转换为对statments数组里每个语法树节点的解释执行。我们看看evalStatements函数的实现： 

evalStatements(node) { 
        var result = null 
        for (var i = 0; i < node.statements.length; i++) { 
            result = this.eval(node.statements[i]) 
            if (result.type() == result.RETURN_VALUE_OBJECT 
                || result.type() == result.ERROR_OBJ) { 
                return result 
            } 
        } 

        return result 
    }

在上面代码的实现中，我们把blockStatement节点里面statements数组存储的每个语法树节点再次调用eval函数来进行解释执行，然后判断每条语句解释执行后返回的符号对象，如果符号对象对应着return语句或是表示出错的Error符号对象类型，那么停止继续执行下面的语法树对象，直接返回。 

上面代码完成后，编译器就具备了文章开头所展示的能够解释执行if…else…模块的解析功能。更详细的讲解和代码调试演示过程，请点击链接‘阅读原文’