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java开发C语言编译器: return 语句的解释和执行

时间:2023-06-14 11:02:46浏览次数:51  
标签:语句 ICodeNode return BaseExecutor ICodeKey C语言 编译器 root

在C语言程序中,很多函数并不是执行全部语句后,才从最底部返回的,大多数情况下,当某些条件成立时就可以通过return 语句立即返回,而无需执行接下来的代码,本节,我们继续增强java开发的C语言解释器功能,使其能够处理return语句,完成本节代码后,我们的C语言解释器能够正常解析和执行下面的代码:

int f() {
    int a;
    a = 1;
    return a;

    a = 2;
}

int f2() {
    return f();
}

void main() {
    f2();
}

当我们的解释器执行上面代码时,解释器在解释执行f函数时,遇到return语句后,立刻把变量a的值返回,return 后面的语句,a=2;将不会被执行,因此调用f函数后得到的返回数值为1.

我们先看看return 语句对应的语法表达式:

STATEMENT -> RETURN EXPR SEMI
STATEMENT -> RETURN SEMI

return 后面可以直接跟一个分号,返回时不附带返回值,也可以跟一个数值,变量,或是一个表达式,而至一个函数调用。

首先,我们要做的仍然是根据表达式构造语法执行树,对应代码如下(codeTreeBuilder.java):

public ICodeNode buildCodeTree(int production, String text) {
        ICodeNode node = null;
        Symbol symbol = null;

        switch (production) {
        ....
        case CGrammarInitializer.Return_Semi_TO_Statement:
            node = ICodeFactory.createICodeNode(CTokenType.STATEMENT);
            break;
        case CGrammarInitializer.Return_Expr_Semi_TO_Statement:
            node = ICodeFactory.createICodeNode(CTokenType.STATEMENT);
            node.addChild(codeNodeStack.pop());
            break;
       ....
        }
    }

对return语句的解释执行,是在StatementExecutor中的:

public class StatementExecutor extends BaseExecutor{
    private enum LoopType {
        FOR,
        WHILE,
        DO_WHILE
    };

     @Override 
     public Object Execute(ICodeNode root) {
      int production = (int)root.getAttribute(ICodeKey.PRODUCTION);
         ICodeNode node;

         switch (production) {
              ....
   case  CGrammarInitializer.Return_Semi_TO_Statement:
             isContinueExecution(false);

             break;

         case  CGrammarInitializer.Return_Expr_Semi_TO_Statement:
             node = executeChild(root, 0);
             Object obj = node.getAttribute(ICodeKey.VALUE);
             setReturnObj(obj);
             isContinueExecution(false);

             break;
              ....
         }
     }

isContinueExecution 是来自父类BaseExecutor的调用,当return语句执行后,return语句后面的代码,无论有多少,都不能再继续执行了,这个调用的目的就是让BaseExecutor不要去执行return语句后面的代码,后面我们会详细解释。

如果return 后面跟着一个变量,数值,或是表达式的话,那么我们需要先执行这个表达式,以便得到要返回的数值,executeChild(root,0)目的就是执行跟着return后面的表达式,然后通过节点的VALUE属性获得表达式执行后的结果,并调用setReturnObj来设置返回值,setReturnObj 也是来自父类BaseExecutor的接口。

我们再看看BaseExecutor的改动:

public abstract class BaseExecutor implements Executor{
    private static boolean continueExecute = true;
    private static Object  returnObj = null;

    protected void setReturnObj(Object obj) {
        this.returnObj = obj;   
    }

    protected Object getReturnObj() {
        return returnObj;
    }

    protected void clearReturnObj() {
        this.returnObj = null;
    }

    protected void isContinueExecution(boolean execute) {
        this.continueExecute = execute;
    }
    ....
}

由于所有类型的Executor都继承自BaseExecutor,因此把数据存储到BaseExecutor能够使得其他Executor获得,当continueExecute设置成TRUE时,BaseExecutor必须停止执行return 后面的语句所对应的Executor:

protected void executeChildren(ICodeNode root) {
        ExecutorFactory factory = ExecutorFactory.getExecutorFactory();
        root.reverseChildren();

        int i = 0;
        while (i < root.getChildren().size()) {

            if (continueExecute != true) {
                break;
            }

            ICodeNode child = root.getChildren().get(i);
            Executor executor = factory.getExecutor(child);
            if (executor != null) {
                executor.Execute(child);    
            }
            else {
                System.err.println("Not suitable Executor found, node is: " + child.toString());
            }


            i++;
        }
    }

执行函数调用的Executor是ExtDefExecutor,该执行器需要通过父类BaseExecutor的接口获得return 的返回值:

public class ExtDefExecutor extends BaseExecutor {

    @Override
    public Object Execute(ICodeNode root) {
        int production = (Integer)root.getAttribute(ICodeKey.PRODUCTION);
        switch (production) {
        case CGrammarInitializer.OptSpecifiers_FunctDecl_CompoundStmt_TO_ExtDef:
            executeChild(root, 0);
            ICodeNode child = root.getChildren().get(0); 
            String funcName = (String)child.getAttribute(ICodeKey.TEXT);
            root.setAttribute(ICodeKey.TEXT, funcName);

            executeChild(root, 1);

            Object returnVal = getReturnObj();
            clearReturnObj();

            if (returnVal != null) {
                root.setAttribute(ICodeKey.VALUE, returnVal);
            }

            isContinueExecution(true);

            break;
        }
        return root;
    }

}

ExtDefExecutor 执行完毕后,相当于整个函数都执行结束了,因此需要调用isContinueExecution(true)。

父函数对子函数的调用是在UnaryExecutor里实现的,如果子函数有返回值,那么也必须进行对应处理:

public class UnaryNodeExecutor extends BaseExecutor{

    @Override
    public Object Execute(ICodeNode root) {
        executeChildren(root);

        int production = (Integer)root.getAttribute(ICodeKey.PRODUCTION); 
        String text ;
        Symbol symbol;
        Object value;
        ICodeNode child;

        switch (production) {
        ....
        case CGrammarInitializer.Unary_LP_RP_TO_Unary:
        case CGrammarInitializer.Unary_LP_ARGS_RP_TO_Unary:
            //先获得函数名
            String funcName = (String)root.getChildren().get(0).getAttribute(ICodeKey.TEXT);
            if (production == CGrammarInitializer.Unary_LP_ARGS_RP_TO_Unary) {
                ICodeNode argsNode = root.getChildren().get(1);
                ArrayList<Object> argList = (ArrayList<Object>)argsNode.getAttribute(ICodeKey.VALUE);
                FunctionArgumentList.getFunctionArgumentList().setFuncArgList(argList); 
            }

            //找到函数执行树头节点
            ICodeNode func = CodeTreeBuilder.getCodeTreeBuilder().getFunctionNodeByName(funcName);
            if (func != null) {
                Executor executor = ExecutorFactory.getExecutorFactory().getExecutor(func);
                executor.Execute(func);
            }

            Object returnVal = func.getAttribute(ICodeKey.VALUE);
            if (returnVal != null) {
                System.out.println("function call with name " + funcName + " has return value that is " + returnVal.toString());
                root.setAttribute(ICodeKey.VALUE, returnVal);
            }
            break;
        ....
        }
    }

通过以上代码的改进后,我们用java开发的C语言编译器就可以解释执行return语句了。由于文本描述的局限性,请大家通过观看视频的代码讲解和调试来获得更加直观的了解。

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java开发C语言编译器: return 语句的解释和执行_return语句


标签:语句,ICodeNode,return,BaseExecutor,ICodeKey,C语言,编译器,root
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