两周自制脚本语言-第10天 无法割舍的数组

Posted 2021-03-14 zcwang

第10天 无法割舍的数组

目标：为Stone语言添加简单的数组功能，下标（index）只能使用整数值。

10.1扩展语法分析器

代码清单10.1 与数组相关的语法规则

elements : expr { "," expr }
primary : ( "[" [ elements ] "]" | "(" expr ")" | NUMBER | IDENTIFIER | STRING ) { postfix }
postfix : "(" [ args ] ")" | "[" expr "]"

代码清单10.2 ArrayParser.java

// 代码清单10.2 ArrayParser.java
package stone;

import stone.ast.*;
import javassist.gluonj.Reviser;

import static stone.Parser.rule;

@Reviser
public class ArrayParser extends FuncParser {
    Parser elements = rule(ArrayLiteral.class).ast(expr).repeat(rule().sep(",").ast(expr));

    public ArrayParser() {
        reserved.add("]");
        primary.insertChoice(rule().sep("[").maybe(elements).sep("]"));
        postfix.insertChoice(rule(ArrayRef.class).sep("[").ast(expr).sep("]"));
    }
}

代码清单10.3 ArrayLiteral.java

package stone.ast;
import java.util.List;

public class ArrayLiteral extends ASTList {

    public ArrayLiteral(List<ASTree> c) {
        super(c);
    }

    public int size() {
        return numChildren();
    }
}

接下来我们根据新的语法规则来扩展语法分析器。代码清单10.2是需要使用的修改器。代码清单10.3与代码清单10.4是抽象语法树中新增的节点类，该修改器需要借助它们实现。

代码清单10.2的修改器将为第7章代码清单7.2中的FuncParser类添加elements字段，并在构造函数中更新相应的处理。

修改器首先在构造函数内，通过add方法向由reserved字段表示的哈希表中添加了右中括号 ]。于是，] 不会再被识别为标识符。如果忘了添加这个符号，解释器将无法在语法分析阶段把它处理为一种分隔符，也就无法顺利运行。此外，primary与postfix也都分别通过insertChoice方法添加了对新语法规则的支持。

代码清单10.4 ArrayRef.java

package stone.ast;
import java.util.List;

public class ArrayRef extends Postfix {

    public ArrayRef(List<ASTree> c) {
        super(c);
    }

    public ASTree index() {
        return child(0);
    }

    public String toString() {
        return "[" + index() + "]";
    }
}

10.2仅通过修改器来实现数组

我们只要为抽象语法树中新增的节点类添加eval方法，就能让Stone语言支持数组。代码清单10.5是用于添加eval方法的修改器的具体实现。

ArrayRef类的eval方法将首先对下标表达式调用eval方法，计算下标的值。之后，它将从参数value指向的object类型数组中获取与该下标对应的元素的值并返回。这里的eval方法覆盖了第7章代码清单7.7中由FuncEvaluator修改器为Postfix类添加的eva1方法。

数组也可能出现在赋值表达式的左侧，我们需要覆盖BinaryExpr类的computeAssign方法来处理这种情况。该方法最初在第6章代码清单6.3中由修改器添加。

代码清单10.6是解释器的启动程序，它将整合并执行修改后的程序。由于数组功能完全由修改器实现，因此这次我们不需要对解释器作修改。代码清单10.6直接使用了上一章代码清单9.9中的解释器。

代码清单10.5 ArrayEvaluator.java

package chap10;
import java.util.List;
import javassist.gluonj.*;
import stone.ArrayParser;
import stone.StoneException;
import stone.ast.*;
import chap6.Environment;
import chap6.BasicEvaluator;
import chap6.BasicEvaluator.ASTreeEx;
import chap7.FuncEvaluator;
import chap7.FuncEvaluator.PrimaryEx;

@Require({FuncEvaluator.class, ArrayParser.class})
@Reviser public class ArrayEvaluator {
    @Reviser public static class ArrayLitEx extends ArrayLiteral {
        public ArrayLitEx(List<ASTree> list) { super(list); }
        public Object eval(Environment env) {
            int s = numChildren();
            Object[] res = new Object[s];
            int i = 0;
            for (ASTree t: this)
                res[i++] = ((ASTreeEx)t).eval(env);
            return res;
        }
    }
    @Reviser public static class ArrayRefEx extends ArrayRef {
        public ArrayRefEx(List<ASTree> c) { super(c); }
        public Object eval(Environment env, Object value) {
            if (value instanceof Object[]) {
                Object index = ((ASTreeEx)index()).eval(env);
                if (index instanceof Integer)
                    return ((Object[])value)[(Integer)index];
            }

            throw new StoneException("bad array access", this);
        }
    }
    @Reviser public static class AssignEx extends BasicEvaluator.BinaryEx {
        public AssignEx(List<ASTree> c) { super(c); }
        @Override
        protected Object computeAssign(Environment env, Object rvalue) {
            ASTree le = left();
            if (le instanceof PrimaryExpr) {
                PrimaryEx p = (PrimaryEx)le;
                if (p.hasPostfix(0) && p.postfix(0) instanceof ArrayRef) {
                    Object a = ((PrimaryEx)le).evalSubExpr(env, 1);
                    if (a instanceof Object[]) {
                        ArrayRef aref = (ArrayRef)p.postfix(0);
                        Object index = ((ASTreeEx)aref.index()).eval(env);
                        if (index instanceof Integer) {
                            ((Object[])a)[(Integer)index] = rvalue;
                            return rvalue;
                        }
                    }
                    throw new StoneException("bad array access", this);
                }
            }
            return super.computeAssign(env, rvalue);
        }
    }       
}

代码清单10.6 ArrayRunner.java

package chap10;
import javassist.gluonj.util.Loader;
import chap7.ClosureEvaluator;
import chap8.NativeEvaluator;
import chap9.ClassEvaluator;
import chap9.ClassInterpreter;

public class ArrayRunner {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        Loader.run(ClassInterpreter.class, args, ClassEvaluator.class,
                   ArrayEvaluator.class, NativeEvaluator.class,
                   ClosureEvaluator.class);
    }
}